OM I 1 M. Radu

PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ARBORILOR

Arborii sunt solicitați la torsiune (prin intermediul lor se transmit momente de torsiune de la o roată la

alta, sau de la o roată la o semicuplă de cuplaj) și încovoiere, ca urmare a forțelor introduse de

angrenaje și de transmisiile prin element intermediar. Asamblarea rotilor dințate, a roților de curea și

de lanț pe arborii transmisiei mecanice se realizează de regulă prin intermediul penelor paralele, al

canelurilor sau al strângerii proprii (asamblări presate). Pe capatele de arbore se poate utiliza si

asamblarea pe con.

Părțile componente ale unui arbore sunt: corpul, părțile de rezemare (fusuri) - care susțin arborii în

lagăre, și parțile de asamblare, pe care se montează diferite organe de mașini.

Forma arborelui se stabilește în funcție de diametrul capătului de arbore și geometria pieselor ce se

montează pe el (roți dințate, rulmenți, simeringuri, șaibe, bucșe etc). Diametrul minim al arborelui va

fi cel rezultat din calculul de predimensionare. Pentru separarea tronsoanelor cilindrice ce fixează axial

diverse piese pe arbore se recomanda ca salturile de diametre să fie de 1..2 mm. Suprafețele conexe pe

care se asează elementele conexe (roți dințate, roți de curea sau de lanț, cuplaj) și care vor prelua forțe

axiale, trebuie să fie de 3..5 mm.

Salturile de diametru se aleg astfel încât să respecte următoarele reguli:

1. Să se poată monta succesiv toate piesele pe arbore (prin stânga sau prin dreapta).

2. Să conțină soluții de sprijinire axială pentru piesele ce se montează pe arbore (din ambele

direcții).

3. Să se separe suprafețele cu condiții tehnologice (tolerante, rugozitate) diferite. Să nu se

prelucreze suprafețe de calitate mai bună decât este necesar.

Lungimile diverselor tronsoane create se aleg astfel încât să respecte următoarele reguli:

1. Să corespundă cu datele de proiect.

2. Să permită montajul unei game cât mai largi de elemente conexe (rulmenți, simeringuri).

3. Să permită montajul elementelor de etanșare și a capacelor fără interferențe.

La proiectarea constructivă a arborelui se ia în considerare mărirea rezistenței la oboseală prin

reducerea concentratorilor. Principala sursă de concentratori de eforturi unitare o constituie salturile de

diametru, modul de realizare a acestor salturi stabilind însă și prelucrarea arborelui, accesibilitatea

pietrei de rectificat și sprijinul axial al pieselor montat pe arbore. Se recomandă ca salturile de

diametru să fie executate prin raze de racordare cât mai mari posibile. Raza de racordare pentru

degajarea uneltei: R = (1

40..

1

50) dca

1, unde dca este diametrul capătului de arbore.

1 RECOMANDARE: În alegerea unei dimensiuni cuprinse între 2 valori, atunci când nu există nici o restricție, se

alege valoarea maximă.

OM I 2 M. Radu

Se recomandă R1=R2=R3=R4. Razele de racordare sunt standardizate și se aleg în funcție de

dimensiunile de montaj al rulmentilor

Capetele de arbore ce fac legătura cu alte elemente de transmisii mecanice sau între transmisie și

motorul de acționare, respectiv mașina de lucru, sunt standardizate (atât ca diametru dar și ca

lungime). Odată ales diametrul capătului de arbore, se stabilesc toleranțele, clasa de precizie a

diametrului acestuia, precum și lungimea. În ceea ce privește lungimea capătului de arbore, aceasta

poate fi aleasă din seria scurtă (recomandată din considerent de economie de material) sau seria lungă.

Orice capăt de arbore este executat cu o teșitură, standardizată ca fiind multiplu de 0,5 mm la un

unghi de 45°.

OM I 3 M. Radu

Orice arbore este prevăzut cu două găuri de centrare.

OM I 4 M. Radu

Canalele de pană, sursă importantă a concentratorilor de eforturi unitare, trebuie realizate cu capetele

rotunjite, preferabile fiind canalele executate cu freză disc.

OM I 5 M. Radu

OM I 6 M. Radu

Recomandări privind piesele ce urmează a fi montate pe arbore:

ROȚI DINȚATE

Montajul cu pană al roților dințate necesită un umăr de montaj dmax de 3..10 mm, iar lățimea acestui

umăr se recomanda a avea 5..10 mm. În cealaltă direcție, montajul se poate face cu o bucșă distanțieră

. Bucșa distanțiera poate fi prelucrată conic la exterior, pentru a nu atinge (în direcția opusă de sprijin)

inelul exterior al rulmentului. Lățimea acestor bucșe trebuie să ia in considerare și distanța de la roata

dințată la carcasă și o afundare de 2..5 mm a rulmentului. Distanta (luftul) dintre butucul roților dințate

și peretele interior al carcasei reductorului se recomanda a fi 8..15 mm.

OM I 7 M. Radu

Când diametrul de picior al roții dințate este apropiat de cel al arborelui, aceasta se execută dintr-o

bucată cu arborelui, eliminându-se astfel asamblarea arbore-butuc. Aceast arbore primește denumirea

de arbore-pinion.

Roata dințată cilindrică:

unde t2 adancimea canalului de pană din butuc (vezi standard pene).

unde d0= dfus +(1.4..1.5)R, unde R este raza de racordare a rulmentului sau d0=dfus+(3..6)mm

OM I 8 M. Radu

Roată conică:

unde LB = 0.8 .. 1.5 d0 (lățimea butucului roții)

OM I 9 M. Radu

Pentru pinionul conic, acolo unde între cei doi rulmenți există un tronson pe care nu este montată nici

o piesă, aceasta se executa cu 1..2 mm mai mic, tocmai pentru a nu fi rectificat inutil. În plus față de

faptul că este costisitoare, rectificarea pe o lungime mare nu se poate face deoarece scula se uzează.

Distanța dintrei cei doi rulmenti se realizează printr-o bucsa ce sprijină doar inelele exterioare ale

rulmenților

RULMENȚI

Rulmenții sunt standardizați și au diametrul interior multiplu de 5.

dfus = d ca + 5..10mm

Pentru presarea unuia dintre rulmenții montați pe pinionul conic, este necesară folosirea unei piulițe

speciale (KM) și a unei șaibe de siguranta speciala (MB).

Atenție: Trebuie avut în vedere ca fundul filetului sa fie mai mare sau egal cu diametrul precedent, iar

diametrul de vârf al filetului să fie mai mic sau egal cu diametrul de fus. Montajul șaibei de sigurață se

face cu ajutorul unui nas ce se fixeaza in canalul de pană. Piulița specială pentru rulmenți este

prevazută cu crestături in care se fixează șaiba.

OM I 10 M. Radu

Fixarea axială a rulmenților este prezentată în specificațiile producătorului, acolo unde se gasesc

totodată date dimensiunile de montaj și dimetrul minim al umărului pe care trebuie să se fixeze inelul

interior al rulmentului.

OM I 11 M. Radu

OM I 12 M. Radu

OM I 13 M. Radu

OM I 14 M. Radu

OM I 15 M. Radu

OM I 16 M. Radu

OM I 17 M. Radu

SIMERING

Etanșarea transmisiilor mecanice are în vedere atât menținerea lubrifiantului în zona de ungere, cât

și evitarea pătrunderii din exteriorul carcasei a impurităților și umidității. Pentru etanșarea între

arbore si capac, cea mai frecvent utilizată soluție este folosirea manșetelor de rotație (simeringuri).

OM I 18 M. Radu

Specificațiile montajului simeringului sunt precizate de fabricant. În general, se recomandă o teșitură

de 15° pe o lungime de aproximativ 5..10 mm. Diametrul arborelui pe acest tronson și rugozitatea este

specificată, de asemenea, în catalogul producătorului. Se poate alege și ca simeringul să fie pe același

diametru ca și rulmentul, cu mențiunea că trebuie realizată o delimitare pentru rugozități diferite.

În cazuri speciale, se poate monta cu strangere usoara pe arbore o bucșă având teșitura necesară,

crescând astfel diametrul de așezare al simeringului.

CAPACE

OM I 19 M. Radu

OM I 20 M. Radu

OM I 21 M. Radu

OM I 22 M. Radu

OM I 23 M. Radu

Abateri

OM I 24 M. Radu

OM I 25 M. Radu

Rugozitatea suprafetelor de montaj ale arborilor sunt indicate de către producătorul elementul conex ce

se montează pe arbore. În lipsa oricăror informații, consultați tabelul de mai jos.

Bibliografie:

Proiectarea transmisiilor mecanice, Ion Dan Filipoiu, Andrei Tudor, Editura Bren, 2003