CCA Cutie 3 Arb Chir

8/13/2019 CCA Cutie 3 Arb Chir

1/31

Cap. 7. Calculul i construcia cutiei de viteze

Cutiile de viteze actuale s-au difereniat att ca principiu de funcionare ct i ca modeservire. Din acest punct de vedere trebuie s se fac distincie ntre agregatul de lucr

transformator de cuplu i dispozitivul sau sistemul de acionare prin care se alege regimul ode funcionare al cutiei de viteze.Rezistenele la naintarea autove iculului variaz mult n funcie de condiiile de concre

deplasare i corespunztor acestora trebuie s se sc imbe i fora de traciune la roile mo!area ma"oritate a automobilelor actuale sunt ec ipate cu motoare cu ardere intern# a c particularitate const n faptul c puterea ma$im este dezvoltat la turaii foarte ridi%utomobilul necesit puteri mari i la viteze mici# care ns nu pot fi asigurate de motor davalorii relativ ridicate a turaiei minime stabile de funcionare a acestuia. &n conseautomobilul trebuie s fie nzestrat cu un dispozitiv care s permit sc imbarea turaimomentul roilor motoare n timpul mersului i s asigure utilizarea integral a puterii motola toate regimurile de funcionare. %cestui scop i servete cutia de viteze# care ndepli

funcia unui variator de cuplu i turaie n transmisia autove iculului# asigurnd toto posibilitatea mersului napoi i funcionarea motorului la regim de mers ncet# n gol# atuncautomobilul st pe loc.

7.1. Alegerea tipului constructivCutia de viteze realizeaz# prin valori diferite ale rapoartelor de transmitere numite t

de vitez# acordarea posibilitilor energetice ale motorului la cerinele energeticeautomobilului n micare cu asigurarea unor performane dinamice# de consum de combustde poluare ct mai bune. Cutiei de viteze# a crei necesitate este determinat de incapacitaincapacitatea motorului de a satisface diversitatea condiiilor de autopropulsare# ndepliurmtoarele funciuni'

schimbarea raportului de transmitere '- este funcia principal a unei cutii de viteze( se realizeaz astfel modificarea forei de traci a vitezei de deplasare n funcie de variaia rezistenelor la naintare i)sau de regimucirculaie al automobilului( n plus ofer posibilitatea autopropulsrii automobilului cu vreduse# ce nu pot fi asigurate n mod direct de motorul cu ardere intern care are turaia mistabil relativ mare( inversor al sensului de mers al automobilului '- cum sensul de rotaie al motorului este prin concepie unic# cutia de viteze conine elemecror dispunere permite# cnd este necesar inversarea sensului de rotaie a arborelui de ieir decupleaz motorul termic de roile motoare (punct mort )'- deoarece prin concepie# ambreia"ul nu poate fi decuplat dect temporar# pentru situaiile

este necesar funcionarea motorului cu automobilul imobilizat# lanul cinematic este ntr prin aducerea elementelor mobile de cuplare ntr-o poziie neutr.&n scopul asigurrii unei bune adaptabiliti a automobilului condiiilor concrete n

are loc deplasarea# cutia de viteze trebuie s rspund la o serie de cerine# prin care'- s aib posibilitatea realizrii unui numr ct mai mare de rapoarte de transmitere# iar mlor s fie determinat n aa fel nct s asigure o utilizare raional a puterii n condiiile performane economice# dinamice i de poluare optime pentru caracteristica motorului cu cconlucreaz(construcia s fie simpl# robust# uoar# iar manevrarea s fie simpl# precis i comod(


2/31

- n e$ploatare s prezinte siguran i ntreinere uoar iar manevrarea s fie simpl# preccomod(- s prezinte o gam larg de utilizare.

Dup modul de modificare a raportului de transmitere# cutiile de viteze pot fi cu van trepte# cu variaia continu *progresiv+# sau combinate. Dup principiul de funcionarede viteze pot fi mecanice# idraulice sau electrice.

Cutiile de viteze mecanice sunt cele mai rspndite la construciile actuale de automo!odificarea raportului de transmitere se face prin intermediul unor angrena"e de roi dinate *de viteze n trepte+# sau prin intermediul unor elemente de friciune *cutii de viteze continue

Dup modul de acionare deosebim cutii de viteze cu acionare manual# *neautomcutii de viteze semiautomate i cutii de viteze automate.

,tructural# cutiile de vitez n trepte sunt formate din lanuri cinematice paralele *utilii elemente comune+# egale ca numr cu treptele de vitez i constituite din reductoare cdinate i a$e fi$e sau mobile *planetare+. %ceste reductoare formeazmecanismul reductor alcutiilor de vitez .

uncionarea independent a lanurilor cinematice se asigur prin montarea n fiecarecinematic a roii cu cea mai mic turaie independent de rotaia arborelui de susinere *lib

uncionarea cutiei de viteze ntr-o anumit treapt se obine prin solidarizarea la rotaie alibere cu arborele de susinere. entru solidarizare se utilizeazmecanisme de cuplare atreptelor .

Comanda cuplrii# selectarea treptei i meninerea treptei cuplate se face prinmecanismulde acionare . /rganizarea mecanismului reductor este realizat n concordan cu'- soluia de organizare a ec ipamentului de traciune(- poziia motorului n raport cu a$a longitudinal a automobilului(- dispunerea cutiei de viteze fa de motor(- mrimea flu$ului de putere transferat i cu numrul necesar de trepte de vitez.

0a mecanismul reductor al cutiilor de viteze mecanice n trepte# raportul de transmite poate realiza prin participarea'- unui singur angrena" de roi dinate cu a$e fi$e# cum este cazul cutiilor de viteze cu doi *fig.7.1#a+(- a dou angrena"e de roi dinate cu a$e fi$e# ca n cazul cutiilor de vitez cu trei a*fig.7.1#b+(- a trei angrena"e de roi dinate# dintre care dou cu a$e fi$e *organizate similar cutiei de cu trei arbori+ i unul cu a$e mobile *reductor planetar+ ca n situaia cutiilor de vitemultiplicator planetar

entru realizarea treptei de mers napoi *figura 7.2+# fa de treapta de mers naintedin lanurile cinematice ale mecanismului reductor se realizeaz cu trei roi dinate. Rintermediar zi# montat pe un a$ suplimentar ce angreneaz simultan cu roata condus z31i ceaconductoare z32 nu intervine asupra raportului de transmitere# dar impune pentru acestea un identic de rotaie.

0und ca elemente de baz arborii fa de care sunt dispuse angrena"ele mecanismreductor# cele mai frecvente soluii de organizare cinematic# funcie de numrul acestora# - mecanismul reductor cu doi arbori' primar i secundar(

- mecanismul reductor cu trei arbori# dispus longitudinal' primar# intermediar i secund 4ecesitatea mbuntirii performanelor dinamice# economice i de poluare i-a determinconstructorii de automobile s optimizeze acordarea caracteristicii motorului la cerintraciunii. 5na din cile prin care este posibil acest fapt este suplimentarea numrului

Cele mai reprezentative soluii de acest gen sunt'


3/31

- mecanismul reductor cu trei arbori# dispus transversal' arbore primar i doi arbori secundar- mecanismul reductor cu patru arbori' arbore primar# doi intermediari i unul secundar(

- mecanismul reductor cu arbori multipli ce nsumeaz pe lng' arborele primintermediar i secundar *organizai similar cu C6 longitudinale cu trei arbori+ i armultiplicatorului de viteze.

Organizarea general a cutiei cu trei arbori

%rborii cutiei de viteze sunt- arborele primar care primete micarea de la arborele cotit prin intermediul ambreia"u- arborele intermediar care conine urmtoarele roi fi$e' roata condus a angrena"ului

permanent i roile conductoarea ale angrena"elor treptelor- arborele secundar sau arborele e ieire care susine roile conduse ale angrena"elor

treptelor i transmite micarea ctre puntea motoareCaracteristicile cutiei cu trei arbori '

- intrarea i eiitrea sunt coa$iale i pot fi de aceeai parte n cazul transmisiei totul fasau opuse

- e$ist posibilitatea cuplrii directe a arborelui primar cu arborele secundar realizndu- priza direct situaie n care randamentul este ma$im iar zgomotuil este minim

- rapoartele de transmitere ale tuturor treptelor cu e$cepia treptei de priz direct se ob prin intermediul a dou angrena"e ' angrena"ul permanent i angrena"ul treptei respec

,c ema cinematic i de funcionare a unei cutii de viteze cu trei arbori cu trepte es prezentat n fig

%rborele primar a p antreneaz permanent arborele intermediar ai prin perec ea de roidinate p-p3 . e arborele intermediar # solidare al rotaie cu el se afl roile dinate 1#2#8 i angreneaz permanent cu roile 13#23#83i 3 de pe arborele secundar as # formnd astfel perec i deroi dinate corespunztoare treptelor 9-a # a 99-a # a 999-a i a 6-a.

%ngrena"ul p-p3 comun n toate lanurile cinematice de realizarea a treptelor enumese numete angrena" permanent.

Cuplarea uneia din treptele de mers nainte se face cu a"utorul mecanismelor de cuplcu sincronizatoare s1#s2#s8. Raportul de transmitere se obine astfel prin 2 angrena"e ' angrena"u permanent i angrena"ul treptelor 9#99#999# sau 6. Datorit coa$ialitii ntre arborele primsecundar prin deplasarea a$ial ctre stnga a manonului de cuplare al sincronizatorului seobine o priz direct .%ceast situaie corespunde treptei a 96-a.

Cuplarea treptei de mers napoi se face prin deplasarea roii baladoare interemdiare r b #din poziia neutr n poziia n care angreneaz simultan cu celelalte roi : i : 3.


4/31

7.2. Organizarea cinematic a mecanismului reductor

7.2.1 Arborii cutiei de viteze

%rborii cutiile de viteze se monteaz pe carter innd seama de organizarea ansamblude particularitile de funcionare ale fiecruia dintre arbori. ;i sunt considerai arbori lu0ungimea lor este determinat de soluia constructiv aleas# de numrul de trepte de vitezdimensiunile elementelor de cuplare i de felul etanrilor. De aceea# la proiectare trerealizat posibilitatea dilatrilor termice# pentru a nu se influena mrimea "ocurilor din lag

0und n considerare deformaiile termice precum i necesitatea prelurii efortura$iale# rezultate din utilizarea angrena"elor cu roi dinate cu dantur nclinat i din mecanide cuplare# rezult ca regula general faptul c lagrele pe care se spri"in arborii se monunul fi$ n direcie a$ial# pentru preluarea forelor a$iale# iar cellalt liber n direcie a pentru preluarea deformaiilor termice.

%samblarea componentelor ce urmeaz a fi solidarizate cu arborii *roi dinate# butsincronizatoarelor etc.+ se realizeaz prin caneluri. Cel mai utilizat tip de caneluri este c profil evolventic. Centrarea elementelor asamblate pe arbori se face pe canelurilor sadiametrul e$terior. Centrarea pe flancuri este utilizat pentru componentele fr micare relfa de arbore *roi fi$e+( centrarea pe diametrul e$terior se utilizeaz n cazul roilor moliber.

Arborele primar al cutiilor cu teri arbori este i arborele condus al ambreia"uluasigurnd legtura cinematic ntre arborele cotit al motorului i cutia de viteze .;l face ccomun cu pinionul angrena"ului permanent i servete reazem pentru arborele secunda


5/31

spri"in pe dou lagre ' unul anterior fi$at pe fusul din vecintatea motorului i unul postsituat n carterul cutiei de viteze .

Arborele intermediar este montat pe carter n partea inferioar prin intermediurulmenilor .

Arborele secundar al cutiilor de viteze se spri"in cu partea anterioar pe arborele primiar cu partea posterioar n carterul cutiei de viteze .;l poart roile libere ale angrena"elor ro

i butucii mecanismelor de cuplare.7.2.2. agrele cutiei de viteze

,unt componente prin intermediul crora arborii mecanismului reductor se spri"incarter pentru a le permite' fi$area i g idarea# rotaia i preluarea eforturilor n timfuncionrii.

rincipalele cerine funcionale sunt' funcionarea silenioas# capacitate portant maun gabarit minim# durabilitate# regla"e minime n e$ploatare i s permit variaiile de lungiarborilor.

&n construcia cutiilor de viteze sunt utilizate lagre cu alunecare *lagre fluide+ i cu rostogolire *rulmeni+.

%legerea tipului de lagr se face n funcie de'- organizarea transmisiei < carter comun al cutiei de viteze i al punii motoare(- poziia motorului *transversal sau longitudinal+# ce implic utilizarea unui angrena" cilindconic pentru transmisia principal(- poziia cutiei de viteze < n prelungirea motorului sau n partea inferioar a acestuia(- tipul i mrimea ncrcrilor < radiale# radial-a$iale.

Lagrele cu alunecare *fluide+ pentru spri"inirea arborilor mecanismului reductorcarter sunt utilizate n construcia cutiilor de vitez# deoarece necesit o ungere din abun*sub presiune+# realizabil# obligatoriu prin utilizarea unei pompe de ulei.

%vanta"ele acestui tip de lagr sunt' suport sarcini radiale foarte mari la un gabarit m*=#==1 fa de =#==1 n cazul rulmenilor cu bile# sau =#==8>=#== pentru rulmeni cu

5tilizate cu preponderen ca lagre la arborele cotit al motorului au fost adoptate construcia cutiilor de viteze amplasate transversal# n partea inferioar ale acestora. 5ngcomun a motorului i cutiei de viteze se realizeaz de ctre pompa de ulei.

Lagrele cu rostogolire *rulmeni+ sunt cele mai rspndite n construcia cutiilor viteze# deoarece se adapteaz perfect ungerii prin barbotare.

Rulmenii au n componen elemente de rostogolire < bile# role# ace < montate ntreinterior i inelul e$terior. 9nelele sunt solidarizate cu elemente fi$e# respectiv mobilelagrului.

&n cazul n care gabaritul disponibil este minim# unul dintre inele rulmenilor cucilindrice sau cu ace poate s lipseasc# astfel nct corpurile de rostogolire sunt n contact cu un element e$terior *e$. roat liber+# sau interior *e$. arbore secundar+.&n acest caz ade rulare neconvenionale ndeplinesc cerinele severe de calitate i duritate necesare bfuncionri.

!ontarea rulmenilor este dependent de tipul lor. 0a rulmenii cu bile sau cu rocilindrice nu se monteaz niciodat cu strngere ambele inele# deoarece e$ist riscul deterilagrului prin diminuarea "ocului de funcionare. entru arbore *cazul general al rulmenilorde viteze+ inelul interior se monteaz cu ?strngere@# iar inelul e$terior cu ?cu alunecare@

Rulmenii cu role conice# n general# se monteaz pe arbore n perec e i n opozi@A@.


6/31

orele a$iale pot fi preluate i printr-un rulment compus < rulment biconic. Conceacestui tip de rulment simplific construcia ansamblului. Bocul de funcionare# deterconstructiv# este marcat pe rulment# fr a se putea intervenii asupra mrimii lui.

7.2.!. "oile dinate

Roile dinate utilizate la cutiile de viteze au dantur nclinat# cu profil n evolvRoile dinate cu dini drepi sunt simple i ieftine dar funcioneaz zgomotos i se uzeaz r5tilizarea lor este limitat de realizarea treptei de mers napoi# cnd se folosesc angredecuplabile cu roi baladoare.

Dantura nclinat se folosete ntotdeauna cnd roile dinate sunt n angren permanent. a de cele cu dini drepi sunt mai rezistente# permit micorarea distanei ntrfuncioneaz uniform i cu zgomot redus. Ca dezavanta"e utilizarea danturii nclinate deterapariia forelor a$iale cu necesitatea prelurii lor# iar n utilizarea angrena"elor permadetermin apariia reducerea randamentului# prin frecrile suplimentare dintre roi i arbolungimea cutiei# prin introducerea elementelor de cuplare. 5ng iul de nclinare are vcuprinse ntre 2=>8==# cresctoare de la prima spre ultima treapt de vitez.

rofilul utilizat pentru dantur este profilul n evolvent# deoarece asigur spocapacitii portante a danturii# permite corectarea danturii i realizeaz funcionarea fr zgo

oate angrena"ele cutiei de viteze sunt corectate pe nlime prin deplasarea profilsculei n raport cu cercul de divizare al roii. &n acest caz# nlimea total a dintelui rnesc imbat# sc imbndu-se numai raportul ntre nlimea capului i a piciorului dintelcazul angrena"ului# deplasarea pozitiv a sculei se aplic roii dinate de diametru mai mraport cu deplasarea normal# la care linia median a nlimii profilului sculei este tangecercul de divizare al roii# la dantura corectat scula este deprtat cu distanam de cercul dedivizare# spre e$terior. Coeficientulm# care e$prim raportul dintre deplasarea radial a linimediane a sculei i modulul danturii# se numete coeficient de deplasare specific. rin depspecific pozitiv# la aceeai nlime total a dintelui# ca n cazul danturii normale#

nlimea capului dintelui( n sc imb nlimea piciorului dintelui se reduce. &n consecin#cercurilor interior i e$terior s-au mrit( dintele este flancat de alte poriuni de evolvent#deprtate de cercul de baz# cu raze de curburi mai mari# respectiv cu form mai plat. &acesta dintele a devenit mai robust la baz i mai ngust la periferie# iar grosimea dinmsurat pe cercul de divizare a devenit mai mare dect "umtatea pasului. Rezult c la cor prin deplasarea pozitiv a sculei se obine un dinte mai rezistent.

0a roata dinat cu diametrul mai mare se aplic deplasarea negativ a sculei# la careei median se apropie de centrul roii rmnnd distanat cum fa de cercul de divizare. &nacest caz rezult un dinte mai gros la periferie# ns piciorul slbit.

0a roile dinate ale treptelor superioare# unde rapoartele de transmitere sunt reduroile au dimensiuni apropiate# se folosete uneori corectarea danturii prin modificarea ung

de angrenare de la 2==

la 17=

8=3 sau la 1:=

. rin reducerea ung iului de angrenare# gradul deacoperire crete iar presiunea normal pe dinte scade.&n construcia cutiei de viteze# roile dinate pot fi montate dependente de rotaia arb

sau independente *libere+ de aceasta. ,-a artat c roile dependente pot fi e$ecutate mpreuarborele# sau se monteaz pe arbori prin mbinri demontabile sau nedemontabile.

Roile dinate libere# care prin rigidizare cu arborele secundar formeaz diferitele trepvitez# se monteaz fie rezemate direct pe arbore# fie rezemate prin lagre de alunecarlagre de rostogolire *fig.7. .+. &n figura 7. .a. se prezint soluia de montare a roii liber pe canelurile arborelui intermediar. entru diminuarea frecrilor# zona de rezemare a ro


7/31

arbore este uns forat de uleiul centrifugal din canalele din arbore la rotirea arborelui. 0a sodin figura 7. .b.# roata liber se monteaz pe arborele intermediar prin lagr de alunecareroata dinat i arbore se introduce o buc de bronz# care nltur fiecare dintre piesele de ofigura 7. .c. roata liber se monteaz pe arbore prin intermediul unui rulment cu ace ntr-o sconstructiv asemntoare cazului precedent. 5ngerea lagrului este fcut printr-un sistemcanale practicat n roi.

a) b) c)Fig.7.5. Soluii de montare a roilor libere

Deoarece roile libere particip la realizarea treptelor de vitez prin solidarizarea loarborele de susinere prin intermediul mecanismelor de cuplare# roile libere sunt prevzudanturi de cuplare. &n vederea unei cuplri uoare# danturile de cuplare se e$ecut cu mmici# astfel cala diametre de divizare reduse s se dispun de un numr ct mai mare de din

Roile dinate din cutiile de viteze se e$ecut din oel aliat# respectiv oel aliat supericare se aplic diferite tratamente termice sau termoc imice. !iezul dintelui trebuie s fie ten pentru a suporta sarcinile mari de oc# i suficient de rezistent la ncovoiere# iar suprafecontact s fie dure# spre a rezista la uzur.

7.2.#. $ecanisme de cuplare a treptelor

0a angrena"ele de roi dinate aflate permanent n angrenare# solidarizarea roii li pentru realizarea treptei de vitez se face prin mecanisme de cuplare. 4ecesitatea mecanismde cuplare este impus de caracteristicile de funcionare ale cutiei de viteze la sc imbtreptelor de vitez# cnd ntre elementele anterior cuplate i cele care urmeaz a se cuplaviteze ung iulare de rotaie diferite. &n aceste condiii# pentru evitarea solicitrilor dinamimpact la cuplarea treptelor# prin egalizarea vitezelor ung iulare este posibil numai prin made conducere efectuate de conductor

7.2.%. Carterul cutiei de viteze

Carterul mecanismului reductor reunete elementele ansamblului cutiei de viteze menine n poziia de funcionare( prote"eaz organele interne de mediul e$terior i conuleiul necesar ungerii i rcirii elementelor aflate n micare relativ( permite fi$area ansambtransmisiei pe carterul motorului n cazul grupului motopropulsor compact( n cazul transmi


8/31

organizate dup soluia totul fa# nglobeaz mecanismele centrale ale punii motoare' trans principal i diferenialul.

Carterul cutiei de viteze trebuie s ndeplineasc urmtoarele cerine' s fie rigid i uetan# dar bine ventilat pentru a evita suprapresiunea intern la creterea temperaturfuncionare# puin mai zgomotos prin evitarea amplificrii vibraiilor provenite de la angrende motor# s evacueze rapid cldura n timpul funcionrii.

Concepte te nologice

Concepia carterului cutiei de viteze se face innd seama de' satisfacerea rolfuncional( tipul de organizare a ec ipamentului motopropulsor i poziia cutiei *longitudtransversal+( seria de fabricaie( posibilitile te nologice( derivatele opionale ale cutiei d*:$2 fa# spate sau integral+.

Dei carterul poate satisface poate diferite cerine de fabricare# el poate fi necorespundin punct de vedere al zgomotului n funcionare. %ceasta se datoreaz n general vibraemise de angrena"e# vibraii care pot fi amplificate prin efectul de ?membran@ al unora prile laterale ale carterului.

Diminuarea zgomotului se face printr-o nervurare corespunztoare a pereansamblului.&n stare de proiect# carterul cutiei de viteze nu satisface dect rolurile principale enum

e nologia adoptat de constructor poate sa-i confere n plus un raport de calitate)pre optimComple$itatea# forma i aspectul pieselor variaz n funcie de' materialele utilizate *aluminfont+ procedeul de turnare a semifabricatelor.

%legerea materialului depinde att de aspecte funcionale < ncrcare# zgomot# caspecte te nologice < producia zilnic# procedeul de turnare i te nologia de uzinare dispoetc. De regul# n construcia unui carter al cutiei de viteze# datorit dificultilor de obicalitilor suprafeelor la uzinare cu aceeai vitez de ac iere i modificrii difereniate a foi dimensiunilor la creterea temperaturii# se utilizeaz un singur tip de material.

Carterele cutiilor de viteze ale autoturismelor i autoutilitarelor uoare se toarn din ade aluminiu. Compoziia c imic depinde de procedeul de turnare. %stfel se utilizeaz alia"u%,1=5: la turnarea sub presiune a pieselor de serie mare(%, 5: la turnarea static n coc il metalic a pieselor de serie medie(%, 58 la turnarea n form de nisip a pieselor prototip i serie foarte mic.

&entilaia carterului

recrile dintre elementele aflate n micare relativ sporesc temperatura intern# cedetermin dilatarea aerului i creterea presiunii( la valori mari creterea presiunii poate defgarniturile de etanare# provocnd pierderi de ulei. emperatura poate urca pn la 1 ==C i poateatinge c iar 17==C *la nivelul suprafeelor de frecare ale sincronizatoarelor+.

entru a evita scurgerile de ulei# cutiile de viteze sunt ec ipate cu o supap de aerisi permite ieirea sau intrarea aerului# dar oprete trecerea particulelor solide sau lic ide.

%mplasarea supapei se face n partea superioar a carterului# ntr-o zon n acre aceste prote"at de stropii de ulei.

'tanarea carterului cutiei de viteze

0a asamblarea elementelor ce constituie cutia de viteze e$ist dou tipuri de etanri'


9/31

- etanri ntre elementele statice *ce formeaz carterul cutiei de viteze+(- etanri ntre elementele cu micare relativ *arbori# a$e i carter+.

ipul de etanare ntre elementele statice depind de abaterile admise ntre componenansamblului.

&n cazul preciziei necesare mari *e$.' semicartere+ se utilizeaz o past de elastomformeaz un filtru etan ntre microneregularitile suprafeelor frezate aflate n contact.

&n cazul etanrii capace)carter se utilizeaz garnituri din'- rtie- elastomer de form toroidal- mastic de etanare n cazul unor capace din tabl ambutisat.

Cnd este necesar etanarea arborilor de transmisie intrare < ieire sau a a$elocomand se apeleaz la manetele de etanare cilindrice cu una sau cu dou margini de etan

!aterialele utilizate n construcia acestora sunt dependente de regimul termic ma$imansamblului cutiei de viteze' nitril * ==C+# poliacrilat *12==C+ etc.

Construcia carterului cutiei de viteze

Carterul asamblat *fig.7.E+ reprezint o soluie specific transmisiilor autoturismeloautoutilitarelor uoare organizate dup soluia totul fa# cu motorul amplasat longitudinatransversal. 5zinarea este mai comple$ dect cazul carterului monobloc# deoarece se avedere e$istena unor suprafee suplimentare < cele de asamblare i cele de centrare a elemecomponente. ;ste compus din mai multe elemente# care sunt uzinate mpreun pentru a fo@carterul asamblat .

Carterul asamblat reprezint o alt soluie ce poate fi obinut prin turnare sub presiuelementelor componente. urnarea sub presiune confer pieselor finite' precizie mare# rigisatisfctoarele i mas redus.

Carterul asamblat al cutiilor de viteze longitudinale *fig.7.E.a.+ satisface toate soluiorganizare a transmisiei care sunt folosite cnd motorul este amplasat longitudinal' clasic#fa sau integral. Construcia este realizat din dou semicartere ce conin n planul de asama$ele arborilor.

a) b) Fig.7.8. Construcia carterului asamblat

i$area pe motor a cutiei de viteze se face fie printr-o flan ce delimiteaz cartambreia"# fie printr-un carter ambreia" separat.

Carterul asamblat al cutiilor de viteze transversale *fig.699.E.b.+ este constituit dinsau din trei elemente care au suprafeele de asamblare perpendiculare pe a$ele arborilor.


10/31

,oluia cu dou elemente este specific cutiilor de viteze cu doi arbori i cinci trepte D%C9% 4ova+# sau trei arbori i ase trepte *6/06/ ! F# / ;0 Calibra+. ,oluia cu treelemente este specific cutiilor de viteze cu doi arbori i ase trepte * 9% unto+.

;lementele ansamblului sunt' carter ambreia" i mecanismele centrale ale punii motocarter mecanism reductor cutie de viteze i capac treapta a 6-a *doi arbori# cinci trepte+ sautreptele a 6-a i a 69-a *doi arbori# ase trepte+.

7.2.7. ngerea cutiei de viteze

5ngerea componentelor cutiei de viteze este necesar pentru diminuarea pierderiloenergie prin frecare i a uzurii componentelor cutiei de viteze i pentru evacuarea cldurii.

!odul n care se realizeaz ungerea n cutiile de viteze este dependent de poziia cutieiviteze n raport cu motorul.

5ngerea mi$t# sub presiune-barbotare# se folosete n cazul cutiei de viteze montatmotor# cnd ungerea este asigurat de uleiul motor i se efectueaz mi$t prin presiun barbotare.

5ngerea prin barbotare se folosete n cazul cutiei de viteze independent de mosituaia ma"oritii automobilelor# cnd nu dispune de o pomp de ulei.

entru asigurarea ungerii# roile dinate ale arborelui *arborilor+ inferior sunt pimersate n ulei# asigurnd n acest fel ungerea danturii aflate n contact. Centrifugarea ul provoac o pulverizare a acestuia asupra tuturor organelor interne i proiectarea unei cantit pereii carterului. %cest contact cu carterul contribuie n mare parte la rcirea uleiului.

&n plus# centrifugarea antreneaz o circulaie de ulei din centru ctre periferia pinioaentru a valorifica acest fenomen# un aleza" practicat n interiorul arborilor permite asp

uleiului prin centrul arborelui# realiznd astfel ungerea aleza"elor roilor libere.5ngerea prilor frontale ale pinioanelor libere se face frecvent prin practicarea unui c

circular e$centric pe faa opus mecanismului de cuplare# canal care asigur o circulaie dsatisfctoare.

4ivelul uleiului n baia de ulei a cutiei de viteze este controlat frecvent prin poziion buonului de umplere pe unul din pereii laterali la o nlime precis determinat de constr prin teste comple$e.

0a partea inferioar a carcasei se gsete un buon de golire# care este prevzut demai multe ori cu un magnet ce colecteaz particulele metalice.

)redimensionarea angrena*elor de roi dinate

Calculul cutiilor de viteze urmrete determinarea parametrilor acestora pentru obindin faza de proiectare# a unor caliti dinamice i economice optime pentru automobilul resp


11/31

Calculul cutiilor de viteze cuprinde dimensionarea i verificarea angrena"edimensionarea i verificarea arborilor# calculul rulmenilor# dispozitivelor de cuplare a treptcalculul elementelor mecanismului de acionare.

;tapele de calcul la dimensionarea angrena"elor presupune dimensionarea geometrcinematic# verificarea de rezisten i verificarea durabilitii.

7.!.1. +imensionarea geometrico,cinematic%ceast etap cuprinde determinarea numrului de dini ai roilor care com

angrena"ele# predimensionarea modulului danturii# determinarea distanei ntre a$e elementelor geometrice ale roilor i angrena"elor.

roiectarea cutiei de viteze este precedat de un studiu al soluiilor similare de cutiviteze# utilizate la automobilele din segmentul concurenial n care urmeaz a se inautomobilul proiectat. &n aceste condiii# pentru calculele de predimensionare se recoma pentru modulul danturii roilor dinate s se adopte valori similare celor ale tipurilor simie$istente i care s-au dovedit corespunztoare. !omentul se determin funcie de momentuarborele secundar !s pentru treapta a9a'

m N i M M cvcv M s === 81#2 F:EE#=1.#:7=11 *7.1+

unde'- ! ! G7= 4m ' momentul ma$im al motorului(- icv1G:#11 ' raportul de transmitere a treptei nti de viteze(- cvG=#EE ' randamentul cutiei de viteze.

,e adopt acelai modul normal pentru toate treptele cutiei de viteze.5ng iul de nclinare al roilor dinate este cuprins ntre valorile o:2 = # cresctor de

la prima treapt ctre ultima# cu precizarea treapta de mers napoi au roi cu dini drepi.

a+ Determinarea distanei dintre a$eDatorit caracteristici acestui tip de cutie de viteze# respectiv arborele primar coa$ial cu cel secundar# flu$ul de putere intr pe o parte i iese pe la cellalt capt opus al de vitezei.

Distana dintre a$e se determin din condiia de realizare a angrena"ului perman pstrndu-se distana dintre a$e i la celelalte trepte ale cutiei de viteze.

fig.1.2

Deoarece pinionul angrena"ului permanent este cea mai mic roat a cutiei se ad1:: = Z dini. %stfel se poate calcula i numrul de dini ai roi angrena"ului perman

adoptndu-se constructiv'


12/31

=8#211#:1 === ii cv p *1.2+

=== icv p p p i Z Z 1H 1: 1:I2#=8G2E#: dini. *1.8+

unde'J pi J3 p- reprezint numerele de dini ale roilor dinate# respectiv pinion i roata condus.

,e adopt J3 pG 2 dini.Calculul distanei dintre a$e se face pe baza relaiei'

( ) ( ) mm Z m

A i p pn

8#1==8#211:27cos2

#:1

cos2=+

=+

=

*1.:+

se adopt % G 11= mm

c+ Determinarea numerelor de dini pentru roile dinateDeterminarea numerelor de dini se face pe baza considerentelor'

- pstrarea distanei dintre a$e din condiia de e$isten a angrena"ului permanent(- raportul de transmitere al angrena"ului permanent este i 1cvi p = .

( )

i p

icviJ HJ

icvii pmn

icosi p%2J H

=

+

=

d+ Calculul geometric al angrena"elor Calculul geometric al angrena"elor const n determinarea principalelor elem

geometrice ale roilor dinate ale cutiei de viteze.5ng iurile de nclinare a danturii roilor dinate recalculate pentru respectarea distadintre a$e pentru fiecare treapt n parte# sunt prezentate n tabelul de mai "os'

%stfel n funcie de noile valori ale ung iurilor de nclinare a roilor dinate i a valonumerelor de dini a fiecrei roi dinate a treptelor cutiei de viteze se vor recalcula rapoartetransmitere. %stfel se obin urmtoarele rapoarte de transmitere'

%dopt conform , %, E21-E2 modulul normal'mnG :. mm

Determinarea distanei dintre a$e i a numerelor de dini ai roilor dinate se face inseama de'- realizarea# pe ct posibil# a rapoartelor de transmitere determinate din condiiile de conlmotor-transmisie# avnd n vedere faptul c roile dinate au un numr ntreg de dini(


13/31

Calculul elementelor geometrice

4r. poz.

Denumirea elementului ,imbol

ormula de calcul

1 Distana ntre a$e de referin a ( ) cos2

11

+=

mz z a

2 5ng iul de presiune de referinfrontal

t

=

cos2n

t tg arctg

8 5ng iul de angrenare frontal tK= .cosarccos t

w tw a

a

: 9nvoluta ung iului t inv t t t t tg inv =9nvoluta ung iului tK inv tK wt tw tw tg inv =

F Coeficientul normal aldeplasrilor de profil nsumate

$ns ( )t tw n

ns inv inv tg z z

x

+=

221

7 Coeficientul frontal aldeplasrilor de profil nsumate

$ts cos= nsts x x

E Coeficientul normal aldeplasrilor

$n1 $n1$n2 $n2

Coeficientul frontal aldeplasrilor de profil

$t1 $t1$t1G $t2

1= !odulul frontal mt cos

nt

mm =

11 Diametrul de divizare d1 t mz d = 11

d31 t mz d

=

11

12 Raportul de transmitere i122

112

z z

i =

18 Diametrul de rostogolire dK121

11

2

z z z a

d w w +

=

dK221

22

2

z z z a

d w w +

=

1: Coeficientul normal demodificare a distanei ntre a$e

Lnn

w n m

aay

=

1 Coeficientul normal demicorare a "ocului de referinla cap

Ln nnsn y x y =

1F Diametrul de picior df1 ( ) annanf m x c hd d = 1**11 2df2 ( ) annanf m x c hd d = 2**22 2

17 &nlimea de referin a dintelui ( ) nnan mc hh += **21E Diametru de cap de referin da1 hd d f a += 211

da2 hd d f f += 222


14/31

- obinerea dimensiunilor minime de gabarit prin alegerea# pentru roata cu cel mai mic diama numrului minim de dini(

Rezultatele calculului geometricA.permanent Tr I Tr II Tr III Tr V

A` 123.74 131.31 123.74 123.74 123.74delta A 1.26 -6.31 1.26 1.26 1.26beta p 2 .12 2!.61 2 .12 2 .12 2 .12beta p 2 .!! 21 2 2 2

z 14.!! 1".!! 1#.!! 2".!! 3!.!!z` 3".!! 37.!! 3!.!! 24.!! 1#.!!

mn 4."! 4."! 4."! 4."! 4."!m$ ".1! 4. " ".!# ".!#

al$a n 2!.!! 2!.!! 2!.!! 2!.!! 2!.!!%a` 1.!! 1.!! 1.!! 1.!! 1.!!c` 1.2" 1.2" 1.2" 1.2" 1.2"

r`ma& !.3 !.3 !.3 !.3 !.3

al$a $ 22.4! 22. ! 21.43 21. 21.A 12".!! 12".!! 12".!! 12".!! 12".!!

&np !.4 !.4" !.33 !.1" !&`np -!.1" -!.21 ! !.1 !.33

al$a 't 23.77 14.4 22. 6 23.2 23.2in( al$a 't !.!26 !.!!" !.!23 !.!24 !.!24

in( al$at !.!21 !.!22 !.!1 !.!2! !.!2!& ns !.4!! !.2!! !.2!! !.2 " !.2 "& np !.374 !.1#" !.177 !.261 !.261&`np -!.!26 -!.!!" -!.!23 -!.!24 -!.!24

b *6.. ) 3! 3! 3! 3! 3!b ` 32 32 32 32 32

A+ 124 131 124 124 124al$a 't 23. 14.4 22.# 23.3 23.3

d 71.3" 72 #" 127.2" 1"2.7d` 17 .3 177.6 1"! 122.16 #6.71d $ 64.33 63 # 117.3" 142.d` $ 16"."" 166 13#.32 1!# 3."7% 8.9 9.2 9.6 9.69 9.69

delta h 1.44 1!.#" -".4! -2.2# -2.2#d e 2.13 1.4 1! .2 136.73 162.1d` e 1 3.3" 1 4.4 1" ." 12 .4 1!2.#"d b 6". 67 7. 117.64 141.17d` b 164.7 16".46 13 .6 112.#4 #.41

/bservaii'%ngrena"ele cutiilor de viteze se verific prin calculul la ncovoierea dinilor i la presiuncontact

7.#. Calculul de rezisten i veri-icare al angrena*elor de roi dinate 7.#.1. orele din angrena*e


15/31

%ngrena"ele cutiilor de viteze se verific prin calcul la ncovoierea dinilor i la presde contact# n condiiile solicitrii sub aciunea sarcinilor de regim i sarcinilor dinamice *sde vrf+.

entru calculul danturii e$ist mai multe metode# dintre care cea mai frecvent folositmetoda lui 0eKis.

%ceast metod consider c ntregul moment se transmite prin intermediul unui d

considerat ca o grind ncastrat i c asupra dintelui acioneaz fora normal n dup linia deangrenare 4-4 i este aplicat la vrful dintelui.ora nominal se distribuie pe fia de contact dintre dinii aflai n angrenare produ

ca solicitare principal presiuni specifice de contact.uncie de momentul de torsiune !c al arborelui# fora tangenial se determin cu relaia

d

c t R

M F = *7. +

unde'- ! c ' momentul la arborele roii conductoare a angrena"ului.

ig. 7.11. Definirea forelor din roile dinate cilindrice cu dantur nclinatora nominal se calculeaz cu formula'

coscos = t

nF

F *7.F+

Componenta radial se calculeaz cu formula'

costg F F t r = *7.7+

i solicit dintele la compresiune.Componenta a$ial# care se calculeaz cu formula'

tg F F t a = *7.E+nu determin solicitri asupra dintelui.

,alorile $orelor din an rena e

/r. crt. 0arametrul p `p 1 `1 2 `2 3 `3 " `"1 c 14 4 3636 3636 3636 3636 231" 3636 146# 3636 #3"2 t 41.6! 4!.76 #3.2# 37. 2 7 . 6 31. ! " ." 24.66 4 . 2 1#. 23 n "!.13 4#.13 114.64 46.4 #!."1 36."! 6 .7 2 .#" "7.32 23.274 r 17.1" 16. ! 3#.21 1".#! 3!.#" 12.4 23."3 #.#! 1#.6! 7.#6" a 22.12 21.67 "3. 6 21. 4 31. 6 12. " 27.32 11."! 22.76 #.24


16/31

7.#.2. Calculul de rezisten la /ncovoiere

e baza ipotezelor artate# efortul unitar efectiv de ncovoiere este dat de relaia'

i

f

c ef

z m

M

= 3

2cos2 *7. +

unde'- z ' numrul de dini ai roii conductoare(- -coeficient al rezistentei totale

G 1#:>2#8 adopt 1#E '- i ' coeficient de repartizare al efortului.

Coeficientul de repartizare al efortului ine cont de gradul de acoperire# iar pentru accalculm gradele de acoperire frontal i suplimentar.

entru calculul gradului de acoperire frontal se utilizeaz relaia'

cos

sin

sinsin 2

22

221

21

21

+=

of

rf r berf r bef m

R R R R R R *7.1=+

iar pentru gradul de acoperire suplimentar# utilizm relaia'

cossin

=

mB o

s *7.11+

unde'- R e1# R e2 ' razele cercurilor de vrf ale roilor din angrena"ul de calculat(- R b1# R b2 ' razele cercurilor de baz(- rf ' ung iul frontal de angrenare(- rf ' ung iul frontal al profilului de referin

entru calculul la sarcini nominale de regim# la determinarea valorii efective a efounitar de ncovoiere# momentul de calcul este determinat de momentul ma$im al motorulu M max

i de raportul de transmitere de la motor la angrena"ul calculat prin relaia't c i M M = ma& *7.12+

&n cazul metodei 0eKis# cnd se consider c ntreg momentul de torsiune se tran printr-un singur dinte i se negli"eaz efectul compresiunii a$iale dat de componenta radiforei normale# rezult o supradimensionare a danturii. entru evitarea supradimensioncalculul de verificare valorile efective ale efortului unitar se compar cu eforturile admisibncovoiere pentru materialul utilizat( efortul admisibil de ncrcareai se adopt# n modconvenional# cu valori mai ridicate celor definite din condiia de rezisten la valoarea noma momentului'

c r

ai ef

= *7.18+

unde'- cG 2 ' coeficient de siguran.

0a calculul de verificare al roilor dinate la sarcini dinamice ma$ime *care apacuplarea brusc a ambreia"ului i la frnarea brusc cu ambreia"ul cuplat+# momentul de cacse determin cu relaia'

t M d c i M k M = *7.1:+unde'- ! ! ' momentul ma$im al motorului(


17/31

- i3t ' raportul de transmitere de la motor la angrena"(- M dG1# ' coeficientul dinamic.

6alorile efective ale efortului unitaref se compar n acest caz cu efortul unitar decurgerec al materialului roilor dinate,e adopt urmtoarele meteriale pentru roile dinate lae cutiei de viteze'- pinionul angrena"ului permanent de pe arborele primar este din 11!oC2 (

- roile fi$e de pe arborele intermediar sunt din oel aliat 11!oC88 (- roile libere de pe arborele secundar sunt din oel aliat 11!oC2 ...

7.#.!. Calculul de rezisten la presiunea de contact

,ub aciunea solicitrilor de contact de pe flancurile dinilor poate aprea obosestraturilor de suprafa *sub form de ciupituri# sfrmri i mai rar co"ire+ i deformarea p

a flancurilor dinilor *sub form de laminare# ciocnire# ncreire# ridare+.Determinarea presiunii de contact la sarcini nominale *de regim+ se face utiliznd rlui Nertz'

ac c

c fc mefc pi i

BM

i Ai y y y p

+

+=

2

11 *7.1:+

unde'- Lm ' coeficientul de material(- Lfc ' coeficient de form n punctul de rostogolire(- Lc ' gradul de acoperire asupra capacitii flancurilor.

Deformarea permanent a flancurilor dinilor la solicitrile de contact are loc ceforturile unitare de contact# fie datorit unor suprasarcini# fie datorit ungerii sau randametermic necorespunztor# depesc limita de curgere.

entru calculul de rezisten la presiunea de contact sub aciunea sarcinilor de vmomentul !c se nlocuiete cu momentul dinamic !d.

A. permanent reapta reapta reapta reapta ,5 14 5 3" 5 1" 5 37 5 1# 5 3! 5 2" 5 24 5 3! 5 1#

m 8"7$c 1782 1782 168 1686 1684s !8 2! !8 2! !8 2" !8 3! !8 7

pe$c9 pa

:1"486" 2 183" 1"78 2 2843 1 !86 26 8"2 2228 4 27!874 2"786 262824

7.#.#. &eri-icarea la durabilitate a angrena*elor

&n afara unei rezistene insuficiente la sarcini nominale sau de vrf# scoaterefunciune a angrena"elor n e$ploatare apare frecvent datorit depirii limitei de reziste


18/31

materialului# provocat de sarcini periodice variabile. Durabilitatea angrena"elor este caractede capacitatea de funcionare ndelungat pn la atingerea valorilor ma$ime permise ale uzi pn la apariia oboselii materialului.

entru efectuarea calcului de durabilitate se consider c motorul dezvolt un mommediu ec ivalent !ec # la o turaie medie ec ivalentec .

!omentul mediu ec ivalent se calculeaz cu relaia'

t cvmed

rmed ech i

M M

= *7.1 +

unde'- ! rmed ' momentul mediu la roile motoare(- icvmed ' raportul de transmitere mediu al cutiei de viteze(- t ' randamentul mecanic al transmisiei.

entru calculul momentului mediu la roile motoare se utilizeaz relaia'

=i

r G

G

F

M r a

aa

r rmed

= *7.1F+unde'

- !48!=

med a

r

GF

' fora specific medie la roile motoare(

- Oa ' greutatea automobilului(- r r ' raza de rulare a roii(- i= ' raportul de transmitere al transmisiei principale.

Raportul de transmitere mediu al cutiei de viteze icvmed se determin cu relaia'

=

=

=

=

=nk

k k

nk

k cvk k

cvmed

i i

1

1

*7.17+

unde'- M ' timpul relativ de utilizare a treptei de viteze(- icvM ' raportul de transmitere n treapta M de vitez(- n ' numrul de trepte ale cutiei de viteze.

uraia medie ec ivalent se calculeaz cu relaia'

cvmed r

amed ech i i

r

v = ! *7.1E+

unde'- ma&4"8! aamed v v = ' viteza medie de deplasare a automobilului.

4umrul de solicitri la care este supus un dinte# pe durata e$ploatrii ntre dou repacapitale *considerat ca durabilitate necesar+# se determin cu relaia'


19/31

r

t ech r

i SN

=

2

1!!! *7.1 +

unde'- ' timpul relativ de utilizare a treptei respective(- , ' spaiul parcurs de automobil ntre dou reparaii capitale(- i@t ' raportul de transmitere de la roile motoare pn la angrena"ul calculat(- r r ' raza de rulare a roii.

7.#.%. Calculul la solicitarea de oboseal la /ncovoiere

Determinarea efortului unitar efectiv de ncovoiere la solicitarea de oboseal se determdin relaia *7. +# prin nlocuirea momentului !c cu ! ec i3t# ! ec fiind determinat de relaia *7.1F+i i3t raportul de transmitere de la motor la angrena"ul calculat.

;forturile unitare efective obinute la calculul la oboseal a danturii se compar cu efounitar la oboseal la ncovoiere dup ciclul pulsator 4# dat de relaia'

!

6

17

1

1

1!2

+

=

N N

*7.2=+

unde'- -1 ' efortul unitar pe ciclu simetric(

-r

1! =

- r ' efortul unitar de rupere(- 4 ' numrul de cicluri pentru roata dinat care se calculeaz(

%ngrena"ele verificate sunt considerate sunt considerate corespunztoare din punctu

vedere al rezistenei la oboseal dac este satisfcut inegalitatea'

k N

ef *7.21+

unde'- M3 ' coeficientul de siguran la calculul la oboseal( coeficientul M3 se poate calcrelaia'

d k c k = *7.22+

unde'- 2"81=d k ' coeficient de dinamicitate(- c ' coeficientul de siguran# se determin cu relaia'

= 21321 c c k k k c - M 1 ' coeficient ce ine seama de concentraia sarcinii pe lungimea dintelui(- M 2 ' coeficient care ine seama de sigurana necesar de funcionare(- M 8 ' coeficient care ine seama de precizia metodelor de calcul(


20/31

-2

1

c

c ' coeficieni care in seama de precizia de prelucrare i de calitatea

suprafeelor flancurilor dinilor &n tabelul 7.7. sunt prezentate valorile efortului unitar efectiv de ncovoiere la solic

de oboseal la ncovoiere pentru fiecare treapt din cutia de viteze.

7.#.0 Calculul la oboseal la solicitarea de contact

;fortul unitar efectiv de contact de contact# pefc# se determin# n acest caz cu relai*7.1:+# unde fora tangenial tG t ec # care se ia n calcul# corespunde momentului medec ivalent# !ec # dezvoltat la o turaie medie ec ivalentec .

6alorile eforturilor unitare efective de contact pefc calculate nu trebuie s depeascefortul unitar admisibil de contact pac pentru asigurarea durabilitii impuse.

;fortul unitar admisibil la contact este dat de relaia'

;c p

p NC

ac = *7.28+

unde'- p 4c ' efortul unitar de contact la oboseal# pentru un anumit numr de cicluri

ec ivalente 4ec (- c3 ' coeficient de siguran(

;fortul unitar de contact pentru calculul de oboseal se determin cu relaia'

6

ech

bNc N

N k p = *7.2:+

&n cazul n care sunt cunoscute eforturile admisibile de contact# pac ale oelurilor din caresunt e$ecutate roile dinate# pentru calculul la oboseal al flancurilor dinilor# aceste eftrebuie corectate cu a"utorul coeficientului durabilitii la solicitarea de contact M nc#dat de relaia'

6

ech

bnc N

N k = *7.2 +

unde'- 4 b ' numrul ciclurilor durabilitii de baz(- 4 ec ' numrul de cicluri de solicitare corespunztoare durabilitii cerute.

Tabelul 7.7. Solicitarea de oboseal< la =nco(oiere


>ni 181!" 18!2 !8 22 !8 22 !8 !6 ][ ##8" # 81 #81 7"841 " 8"3


21/31

&n tabelul 7.E. sunt prezentate valorile efortului unitar efectiv de ncovoiere la solicde oboseal la contact pentru fiecare treapt din cutia de viteze.

Tabelul 7.8. Solicitarea de oboseal< la contact


>nc 2.12 2 1843! 18214 183 ][ "8123 "38337 618!31 7"82 1 786#


22/31

Calculul arborilor cutiei de viteze

%rborii cutiilor de viteze sunt solicitai la ncovoiere i rsucire. %ceste solicitrinatere la deformaii elastice de ncovoiere i rsucire# care# dac depesc limitele admiconduc la o angrenare necorespunztoare. De aceea dimensionarea arborilor se faceconsiderente de rigiditate i nu de rezisten.

&n cazul cutiilor de viteze cu trei arbori # cetia poart urmtoarele denumiri'arb primar# arborele intermediar i arborele secundar.%rborii din cutiile de viteze sunt consideraii arbori lungi( lungimea lor fiind determinatsoluia constructiv aleas# de numrul de trepte de vitez# dimensinile elementelor de cufelul etanrii.

7.%Determinarea sc emei de ncrcare a arborilori calculul reaciunilor din lagre

&ncrcrile arborilor cutiei de viteze sunt determinate de forele din angrena"ele r

dinate.&n fiecare angrena" acioneaz o for tangenial- t # una radial- r i una a$ial- a * ncazul roilor cu dini drepi == i =- a = +# ale cror valori sunt date de relaiile'

fig.8.1

[ ] 4r d

ii! m- t

= *7.2F+

[ ] 4cos ntg- t- r

= *7.27+

[ ] 4tg- t- a = *7.2E+unde'

! m - momentul motor ma$im(ii - raportul de transmitere de la motor la angrena"ul calculat(


23/31

r d - raza de divizare a roii calculate.0a stabilirea reaciunilor se consider arborele n ec ilibru static sub aciunea for

- t #- r #- a .&n cazul cutiilor de viteze cu trei arbori# arborele secundar este solicitat de forele carnatere ntr-un singur angrena"# arborele intermediar este solicitat n acelai timp de forele au natere att a angrena"ul permanent ct i n angrena"ul treptei considerate# iar arborele este solicitat de forele din angrena"ul permanent i de reaciuneaR c a lagrului anterior alarborelui secundar.

entru descrcarea lagrelor rulmenilor de pe arborele intermediar trebuie ca dinii rodinate de pe acest arbore s fie nclinai n aceeai parte i s se respecte soluia'> M p *7.2 +

Forele are a ioneaz! la ni"elul dintelui

b a # $%m& 'di $mm& Ft $%& Fa $%& Fr $%&p 2 .!! 22.4! 14 4 !.!71 41"#6.6 22117.3 1"1" ."2p; 2 .!! 22.4! 3636 !.17 4!764.7 2167".! 14 "".3"1 3!.!! 22. ! 3636 !.!7 #32#4.7 "3 63.7 34!!4.321; 3!.!! 22. ! 3636 !.1#2 37 22.2 21 36.6 137 "."4

2 22.!! 21.43 3636 !.!#2 7 "".1 31 "#." 2 722.642; 22.!! 21.43 231" !.146 317##." 12 47. 11" 2. 43 2".!! 21. 3636 !.124 " " !." 27316." 21342.423; 2".!! 21. 146# !.11# 246"7.6 114# .! # 3.424 2".!! 21. 3636 !.14# 4 17.1 22763. 177 ".3"4; 2".!! 21. #3" !.!#4 1# 2!." #242.4 7221.12

7.%.2 redimensionarea arborilor din condiii de rezistenla solicitrile de ncovoiere i torsiune


24/31

Cunoscnd reaciunile din lagreR 6 i R N# precum i distanele dintre roile dinatei lagre# se determin momentele de ncovoiere! i6 i ! iN i momentul de ncovoierecompus ntr-o seciune oarecare cu relaia'

! 2i6! 2iN! i += *7.8=+&n general n cazul arborilor cutiei de viteze# solicitai la ncovoiere i torsiune# mom

ec ivalent se determin cu relaia'

( ) [ ] 4mm! t 2! 2i! ec += *7.81+ /dat determinat momentul ec ivalent pentru fiecare seciune unde se monteaz roile dinava determina diametrul arborelui n seciunea respectiv. Deoarece distanele dintre roile dicare alctuiesc o treapt i lagrele de susinere ale arborilor se variz n funcie de trecuplat# respectiv are loc o variaie a reaciunilor din lagre n funcie de treapta cuplat# cutiei de viteze vor fi n trepte.

(ea iunile din reazeme

Arbore primar l) l2 rdi *A zA +, *, z,!.1 !.!4 !.!4 -761!!".4 -724#2#.2 21133.7 72"13"." 21762#1."!.1 !.!4 !.!4 -1232#6".1 -"7#16".7 21133.7 11##4"!.3 233!23!.6!.1 !.!4 !.!4 -2!364"3.6 -117364.2 21133.7 2!!6#4 .3 27 6 66.4

, !.1 !.!4 !.!4 -2#! 7!3.4 -661 .1 21133.7 2 3""!." 2#!!2 7. Arbore intermediar l7 l8 rdi *- z- +F *F zF

!.21 !.!4 !.!4 - 42!3.6! 117.23 2216!.## -1336"2 -43422.#7!.17 !.! !.!" -37!2#.!2 117.4" 12".21 - 647 -34 !.2"!.! !.16 !.!6 -12 4#.! 142.4! -14 2.7# -622# -3!"11.!2

, !.!4 !.21 !.! 1 47.67 114."2 -4"7#.6# -476!1 -27 1.24 Arbore secundar l l5 rdi */ z/ +' *' ?

!.!4 !.21 !.!7 3 76.77 -36! .7! 12 3.21 2!3"3.!3 4!22. 4!.! !.16 !.!6 6231. " -2 42.!7 6 !4.63 12463.71 12133.#2!.17 !.! !.!" 1!241.2 -"67.## 63#2. # 4 1#.43 " #4.#1

, !.21 !.!4 !.!3 14"#3. 2 -3.14 7374.6" 277#.7 16!#6.61

Diametrul arborelui ntr-o seciune oarecare se poate determina cu relaia'


25/31

[ ]mm8ec

! ec82d

= *7.82+

unde' aec

- efortul unitar ec ivalent admisibil(

.mm2 47==aec =0redimen1ionarea arborilor

Arbore primar #i ma+ #i Vma+ #t #i #e h d-76.1 -72." 2#14.! 1!".1 1 .7 44.-123.3 -"7.# 1 1".! 136.2 23.4 2#.-2!3.6 -11.7 1134.4 2!4.! 2 .# 2".6

, -2#!.# -!.7 7!#.! 2#!.# 42.6 22. Arbore intermediar #i ma+ #i Vma+ #t #i #e h d

-"34.6 -1!".2 2#14.! "44.# 41.2 4#.-6#1. -2"6.2 1 1".! 737.7 "!.2 34.-##6. -43!.7 1134.4 1! ". "1.1 31.

, -###.6 -""#.2 7!#.! 114".4 43.3 3!.2 Arbore secundar #i ma+ #i Vma+ #t #i #e h d

4274.1 44. 2#14.! 43"6. 41." 4 .1##4.2 1#41.4 1 1".! 27 3.2 "3. 36.

3 ".6 471.6 1134.4 6!#.1 4#." 26., 111.2 643.# 7!#.! 6"3.4 4!. 24.

7.0. &eri-icarea la strivire a canelurilor arborelui secundar

%samblrile canelate ale arborelui secundar se calculeaz la presiunea specific de strs . &n general canelurile arborelui secundar au profil evolventic. ensiunea la strivicalculeaz pe baza relaiei'


26/31

[ ]mm2 4r mJlc7#=

icv! ms

= *7.88+

,e adopt n funcie de diametrul arborelui canelurile care au urmtoarele dimensiuni geomet

==

==

=(8

(1#8D

(:7

(17

:71

mmh

mm

mm

Z

mm D D

d ie

=

=

==

=

(E#8(8#:8

(7=

(2=

7=2

mmh

mm

mm

Z

mm

D

Dd

i

e


27/31

=

=

==

=

(E#8

(8#:8

(7=

(2=

7=8

mmh

mm

mm

Z

mm D

Dd

i

e

7.7 Calculul de verificare al arborilor.6erificarea rigiditii

entru calculul sgeii se consider arborele de seciune constant# ncrcat cu o sinfor.&n cazul n care asupra arborelui acioneaz simultan mai multe fore# sgeata rezultanseciunea i planul considerat# este dat de suma algebric a sgeilor ce apar sub aciunea foluate individual.

Cunoscnd valoarea sgeior n plan orizontal i vertical se determin sgeata rezultcu relaia'

f ma$af 2zf

2Lf ma$ += *7.8:+,geile ma$ime admisibile sunt'

mm1#=18#=f ma$a = pentru treptele superioare(mm2#=1#=f ma$a = pentru treptele inferioare.

/al ulul 1!ge ilor Arbore primar d $mm& a $mm& b $mm& I $mm & 3* $mm& 3z $mm& 3 $mm

A0 4" 3#! 2! 2!12 # !.!24! !.!! !.!2"64" 3#! 2! 2!12 # !.!24! !.!! !.!2"64" 3#! 2! 2!12 # !.!24! !.!! !.!2"6

4" 3#! 2! 2!12 # !.!24! !.!! !.!2"6, 4" 3#! 2! 2!12 # !.!24! !.!! !.!2"6Arbore intermediar d $mm& a $mm& b $mm& I $mm & 3* $mm& 3z $mm& 3 $mm

A0 "! 2"! 16! 3!67#6 !.1# !.!72" !.2116"! 4! 37! 3!67#6 !.!272 !.!2!7 !.!342"! ! 33! 3!67#6 !.! 66 !.!46 !.!# ""! 16! 24! 3!67#6 !.1 7 !.!7 2 !.2!34

, "! 21! 2!! 3!67#6 !.21#2 !.!777 !.2326Arbore 1e undar d $mm& a $mm& b $mm& I $mm & 3* $mm& 3z $mm& 3 $mm

"! 21! 4! 3!67#6 !.!144 !.!!"2 !.!1"3


28/31

"! 17! ! 3!67#6 !.!46! !.!16 !.!4#!"! ! 16! 3!67#6 !.!" 2 !.!212 !.!62!

, "! 4! 21! 3!67#6 !.!314 !.!114 !.!334

7.7 Calculul de alegere al lagrelor

&n ma"oritatea cazurilor lagrele cutiilor de viteze sunt lagre de rostogolire. &n calcdeterminare a rulmenilor se ine seama de caracterul sarcinilor# condiiile de monta" i durfuncionare.

pDP emC = *7.8 +

unde'C - capacitatea de ncrcare dinamic necesar a rulmenilor(P em - fora ec ivalent medie( p - e$ponent ce ine seama de tipul rulmentului(

8 p = - pentru rulmeni cu bile(88#8 p = - pentru rulmeni cu role.

D - durabilitatea necasar a rulmentului# n milioane de rotaii(

[ ]rotatiimil1=F

DnecF=D

= *7.8F+

6aloarea sarcinii ec ivalente medii se poate calcula cu relaia'

[ ] 4n

1iP piii

p1

P em

= =

*7.87+

unde' i - raportul dintre timpul de funcionarei n treaptai # i timpul total de funcionare( i - raportul ntre turaian corespunztoare unui anumit regim i turaia ec ivalent(P i - sarcina ec ivalent corespunztoare unei anumite trepte a cutiei de viteze.,arcinile ec ivalenteP i pentru rulmeni radiali i radiali a$iali se determin cu relaia'

( )[ ] [ ] 4f d, i%iQR i6APi += *7.8E+unde'

R i - sarcina radial corespunztoare treptei de ordinuli a cutiei de viteze(%i - sarcina a$ial e$terioar care acioneaz asupra rulmentului n treaptai (A - coeficient radial(Q - coeficient de transformare a sarcinii a$iale n sarcin radial(


29/31

6 - coeficient de rotaie(, - rezultanta forelor a$iale ce iau natere n rulmenii radiali-a$iali sub influena sarciradiale(

[ ] 4Rtg2#1, = *7.8 +

f d - coeficient dinamic(

uraia ec ivalent se calculeaz cu relaia'minrot2D#2EE1i=icvmed

rr

vmedFF#2nec == *7.:=+

unde'

vmed - viteza medie a autove iculului(hkmvmed :7= (

i= - raportul de transmitere principal(r r - raza de rulara(icvmed - raportul de transmitere mediu al cutiei de viteze(

F#2M

1ii

M

1ii cvii

i cvmed ==

=

= *7.:1+

&n urma calculelor se adopt urmtoarele tipuri de rulmeni avnd caracteristicile'- arborele secundar' se adopt un rulment radia0 cu role cilindrice pe dou rndconform E=17:1F, %, .

,erie rulment 'D94 F2 8.

Dimensiunile principale'

===

=(71===

(2=

(1==

7=

N

mm !

mm D

d

- arborele intermediar' n ambele lagre se adopt rulmeni radiali cu role con

conformFEF18D=, %, .,eria rulmentului'82=1F .

Dimensiunile principale'

===

=(71===

(2=

(1==

7=

N

mm !

mm D

d


30/31

- arborele primar' se adopt un rulment radial a$ial cu bile pe dou rnduri confoE=17:1F, %, .

,eria rulmentului' 811PB .

Dimensiunile principale'==

=

=(:2===(8E2

(E=

:7 N

mm !

mm D

d

7. . !ecanisme de cuplare a treptelor

Cuplarea treptelor prin roi dinate cu angrenare permanent i mufe de cuplare sim poate fi' cu muf de cuplare cu dantur periferic( cu muf de cuplare cu dantur frontal.

%stfel se alege ca soluie constructiv o muf de cuplare care are o construasemntoare celei din figura de mai "os.

fig. :.1

%ceasta reprezint o muf de cuplare a crei soluie constructiv permite o cuplareuoar a treptelor. a de o muf obinuit simpl# mufa care uureaz cuplarea trep prezint unele particulariti. Dinii danturilor de cuplare ale roilor dinate alterneaz# unul la "umtate din lungime# cu unul de lungime normal# iar dinii mufei sunt "umtate din nudinilor danturilor de cuplare. De asemenea# marginile dinilor danturilor de cuplare# ai rdinate i ai mufei# sunt teite.entru evitarea autodecuplrii mufei# dantura manonului se e$ecut nclinat# determin apariia unei fore a$iale ce menine cuplat mufa.

entru a asigura o cuplare uoar i fr ocuri# este necesar ca# prin operaii suplimes se realizeze egalarea vitezelor ung iulare ale elementelor de angrenare.

&n cazul sc imbrii de la otreapt inferioar la una superioar# egalarea vitung iulare se obine print-o dubl debreiere# iar n cazul sc imbrii de la o treapt superiouna inferioar n afar de o dubl debreiere se efectueaz i o accelerare intermediamotorului.


31/31

Date post:	04-Jun-2018
Category:	Documents
Upload:	ivan-catalin
View:	252 times
Download:	0 times

CCA Cutie 3 Arb Chir

Documents