Tehnician proiectare C.A.D.

Studiul si reprezentarea intu-un program CAD a

ansamblarilor cu roți dințate cilindrice cu

dinți drepți

Roți dințate cilindrice

cu dinți drepți

Capitolul 1

1.1Noțiuni generale

Cele mai utilizate transmisi mecanice folosite in construcția de mașini pentru transmiterea uniforma a mișcari,sunt mecanismele cu roți dințate-angrenajele

Angrenajul este un mecanism format cel puțin dintr-o pereche de elemente profilate sau danturate numite roți dințate.In procesul angrenarii,doua roți dintate iși transmit reciproc mișcarea prin acțiunea dinților aflați succesiv in contact.

Larga raspandire a angrenajelor este justificata in primul rand de capacitatea de realizare a unui raport de transmitere constant(i=constant),de posibilitatea realizari unei game foarte largi de rapoarte de trasmitere cu viteze si puteri dintre cele mai diferite,siguranța in exploatare,randament ridicat,gabarit relativ redus și durata de funcționare indelungata.

Direcția de transmitere a miscarii poate fi orientate in diferite moduri prin intermediul transmisiei cu roți dințate,avand axele de rotație dispuse oricum in plan sau in spațiu

Construcția și controlul roților dințate necesita utilaje,sucle și instrumente speciale.Deși prelucrate la un grad de precizie ridicat,in funcționare,angrenajele produc zgomot caracteristic.Intensitatea zgomotului crește cu viteza periferica a roților dințate și ridica problema poluarii sonore a mediului industrial in special,dar și a mediului in general.

Diminuarea zgomotului și creșterea capacitații portante la aceelasi dimensiuni ale angrenajului,constituie principalele preocupari in direcția perfecționarii transmisiilor cu roți dințate.

Mecanismele cu angrenaje se folosesc pentru a transmite mișcari de la viteze dintre cele mai reduse,pana la viteze de 150 m.s,avand dimensiunile de fabricație de la fracțiuni de milimetri,pana la coroane dințate cu diametrul de 10 . 12 m,uneori chiar mai mult.De asemenea,domeniul puterilor de transmisie prin angrenaje este foarte larg,de la 0,0001 kW la 10000 kW.

Capitolul 2

2.1 Descriere

Tipuri:principalele criterii de deosebire a tipurilor de angrenaje reprezentative sunt:

-poziția relative a arborilor

-axa longitudinala a dinților

-forma profilului dinților

-forma suprafeței de referința a danturi

Transmiterea mișcari și a puteri se poate face intre arbori paraleli-angrenaje paralele(pozitia I,fig.13.1,a,b,c,d).In acest caz roțile dințate au forma cilindrica, cu danturare in exterior sau in interior,iar dinții pot avea axa longitudinala paralela cu axele de rotație ale roților(fig.13.1,a,c,g),inclinata(fig13.1,b); in V(fig 13.1,d); in W;in Z sau chiar axa curba.

Transmiterea mișcari catre arbori concurenți se realizeaza cu angrenaje conice,compuse din roți danturate pe suprafețe conice(fig13.1,e),iar dinții pot avea axa longitudinala dreapta sau curba,ca si in cazurile precedente.

Angrenajele cu arbori neconcurenți(care se intersecteaza in spatiu) folosesc roți elicoidale,danturate pe suprafețe cilindrice (fig.13.2,h),conice (fig.13.2,f)angrenaj cu cremaliera(13.1,g).Alte forme geometrice se folosesc mai puțin frecvent.

Avand in vedere viteza periferica,roțile dințate pot funcționa la:

-viteza redusa 0<v<1m/s;

-viteza mica 1<v<3m/s;

-viteza medie 3<v<10m/s;

-viteza mare 10<v<20m/s;

-viteza foarte mare v>20m/s.

2.2Materiale.Roțile dințate se pot construi dintr-o gama foarte larga de materiale metalice și nemetalice.Alegerea raționala a sortimentului de material,trebuie sa aiba in vedere sarcinile ce se transmit prin dantura,durata totala de funcționare a angrenajului,viteza și precizia sa,caracteristicile de rezistenta ale materialelor și alte condiții suplimentare specifice care se pot impune anumitor angrenaje:conductivitate:-termica

-electrica

-magnetica

-rezistența la temperatura

-rezistenta la coroziune.

Principalele grupe de materiale care satisfac cerințele de baza ale roților dințate sunt:-oțelurile

-fontele cenușii

-alte compoziții metalice-alama

-bronzul

-materiale nemetalice-textolit

-poliamida.

Dintre oțeluri,mai frecvent utilizate sunt urmatoarele grupe:oțel carbon de calitate pentru cementare și imbunatațire(STAS 880-66);oțeluri aliate pentru construcția de mașini (STAS 791-66);oțel carbon turnat in piese (STAS 600-65);oțel aliat turnat in piese(STAS 1773-67)

Dintre categoria fontelor se utilizeaza fonta maleabila (STAS 569-64);fonta cu grafit modular(STAS 6071-64)și fonta antifricțiune(STAS 6707-63).

Oțeluri și fontele se utilizeaza in special pentru construcția roților dințate greu solicitate.

Dintre materialele metalice neferoase,cele mai utilizate sunt bronzurile.Acestea se pot prelucra precis cu multa ușurința și in plus,sunt antimagnetice.Cuplul de materiale oțel-bronz realizeaza o buna comportare la uzare și randament superior,de exemplu in cazul angrenajelor melc-roata melcata.

In scopul imbunatațirii eficienței economice a angrenajelor,a reducerii zgomotului și a vibrațiilor,in ultimul timp se extinde tot mai mult utilizarea materialelor nemetalice:-bachelita

-textolitul

-lignofolul

-poliamide

-policarbonații.

Materialele plastice sunt sensibile la umiditate și au funcționarea limitata la temperatura care nu depașesc 100 C.Rezultate bune in funcționare s-au obținut folosind cuplul oțel-material plastic.

2.3Legea fundamentala a angrenarii

Cunoscuta și sub denumirea de teorema lui Wilis,legea de baza a angrenarii arata condiția ce trebuie sa o indeplineasca curbele de profil care marginesc doi dinți in contact(dinți conjugate),pentru ca transmiterea mișcarii sa se poata realiza cu un raport de transmitere constant.

Pentru studierea problemei,se considera doua roți dințate aflate in angrenare și avand centrele de rotație.Distanța dintre axe.

Perechea de dinți conjugate 1si 2 se afla in contact in punctul M (fig 13.2)

Din momentul intrarii in angrenare a perechii de

dinți(primul contact)pana la ieșirea din angrenare(ultimul contact),punctul M descrie o curba plana numita traiectoria de angrenare.

Roțile dințate cilindrice cu dinți drepți au lațimea activa B,de obicei egala cu lungimea dinților l.Ca urmare,contactul nu este punctiform ci,liniar.Locul geometric este descris de linia de contact in perioada angrenarii formeaza o suprafata sau un camp de angrenare.

Datorita vitezei unghiulare a roții conducatoare,punctul de contact M se deplaseaza cu viteza si(fig 13.2)

Indicii 1 si 2 referindu-se la cele doua roți.

In punctul de contact,curbele profilurilor au normala comuna N N si tangenta T T.Dupa aceste direcții,componentele vitezelor sunt:,potrivit relațiilor de compunere:.

2.4 Curbe folosite pentru construcția profilurilor dinților conjugate

Realizarea formei geometrice a profilurilor conjugare rezulta din necesitatea satisfacerii legii fundamentale a angrenarii.In general aceasta lege este satisfacuta de orice pereche de curbe reciproc infasurate,legate de roțile 1 si 2 in miscare lor relative.

Problema putand fi satisfacuta de o infinitate de solutii,practice se adopta acele curbe care satisfac mai complet urmatoarele cerințe cinematice,tehnologice,de rezistenta si de exploatare ale angrenajelor cu roți dințate:

-din punct de vedere cinematic sa satisfaca legea fundamentala a angrenarii,printr-o construcție geometrica cat mai simpla;

-posibilitatea execuției cu scule simple,de serie,nu executate separate pentru fiecare roata sau pereche de roți dințate;

-capacitatea de transmitere cat mai mare,prin menținerea constanta a direcției si a marimii forțelor,cu alunecare redusa si durabiliate mare;

-asigurarea interschimbabilitații,a funcționarii silențioase,fara șocuri și cu montare-demontare rapida.

-sensibilitatea redusa a procesului angrenarii la erorile de execuție(abateri de profil si de pas),de montaj(abateri de la distanța dintre axe si la paralelismul axelor de rotație).

2.5 Angrenaje cu profil evolentic

Angrenajul cu profil evolentic satisface legea fundamentala a angrenarii,precum și urmatoarele legi de baza studiate de teoria angrenarii:

1)normala comuna la flancurile conjugate este tangent comuna la cercurile de baza.Pe aceasta normal se suprapune traiectoria angrenarii(dreapta și segmental de angrenare).

2)punctul de rostogolire sau polul angrenarii este situat pe linia centrelor,la intersecția acesteia cu linia de angrenare;

3)linia de angrenare imparte linia centrelor intr-un raport constant.

4)distanțele intre axele angrenajelor sunt invers proporționale cu cosinusurile unghiurilor de angrenare

5)pentru ca doua flancuri in evolenta sa poata angrena,ele trebuie sa fie situate la aceeași distanța pe cercul de baza.

6)toate roțile dințate care angreneaza independent,cu aceeași cremaliera,pot angrena intre ele.

2.5.1. Formarea danturii-Curba evolventa,teoretic nelimitata la un capat,pentru formarea flancului dintelui se limiteaza printr-o suprafața exterioara,care este chiar suprafața cilindrului de strunjire,reprezentata prin cercul exterior de raza.Astfel,flancul evolventic este cuprins intre originea evolventei situate pe cercul de baza și suprafața reprezentata prin cercul exterior.Pentru ca suprafața exterioara a roții conjugate sa nu vina in contact cu suprafața reprezentata prin cercul de baza și sa blocheze angrenajul,flancul dintelui se prelungeste printr-un arc de cerc racordat sub nivelul cercului de baza.Astfel,apare suprafața interioara caracterizata prin cercul interior de raza Diferența R_b-R_i=c se numește joc la fund.Profilul dintelui este teoretic identic cu forma geometrica a golului dintre dinți.Astfel,o roata dințata are aceelasi numar de dinți (z) și de goluri intre ei.

2.6.Geometria danturi cu profil evolentic

Cremaliera de referința definește forma și dimensiunile profilului normal al danturilor roților dințate evolentice(STAS 821-63;7967-67)

Presupunand ca una dintre roțile dințate ale angrenajului are raza cercului de baza infinit de mare,cercul de rostogolire și cel de baza se transforma intr-o linie dreapta,iar roata respectiva se transforma in cremaliera.Dreapta de rostogolire a cremalierei se confunda cu tangenta TT,numita linie de referința și formeaza cu normal NN aceelași unghi de angrenare L₀.

In acest caz,evolenta a degenerat intr-o dreapta rezultata prin rostogolirea ruletei pe un cerc de baza cu raza R_b=∞

Capitolul 3

3.0AutoCad

AutoCAD este cel mai raspandit mediu de grafica si proiectare asistata de calculator.

In anul 1982, rula prima versiune a acestuia, denumita ″MicroCAD", utilizata pe calculatoare cu procesor Intel 8080. Cel mai popular produs soft al firmei americane Autodesk a ajuns acum la versiunea denumita AutoCAD 2000. A cucerit America, apoi Europa si Australia. Este tradus in 18 limbi ale globului. Are milioane de utilizatori licentiati pe toate continentele, in mari companii industriale sau de constructii, in universitati si firme de proiectare. Are milioane de fani, inscrisi in cluburi. Are reviste dedicate, scoli speciale de instruire, congrese specializate. Are un format soft recunoscut pe mapamond, *.dwg, compatibil cu aproape orice mediu de proiectare asistata de calculator.

AutoCAD este o poarta spre lumea virtuala si in acelasi timp un instrument esential de modelare a acestei lumi

AutoCAD este un produs soft profesional, destinat proiectantilor profesionisti din toate domeniile tehnice, arhitectilor si cercetatorilor stiintifici din diverse specialitati. Mediul AutoCAD creaza conditii optime de dezvoltare a proiectelor tehnice din cele mai variate domenii. De aceea, AutoCAD este folosit de cea mai diversa familie de proiectanti, din cele mai diverse domenii tehnice de activitate.

Datorita extinderii sale mondiale, mediul AutoCAD este aprofundat in universitatile tehnice, in cele de arhitectura, in medicina, geografie si astronomie. Pregatirea pentru viitor in domeniul tehnic include aproape evident si componenta AutoCAD

3.1 Configuratia ferestrei de lucru sub editorul de desenare din AutoCAD 2000

Regiunea cea mai importanta este zona grafica, alocata crearii desenului. Pe suprafata zonei grafice se deplaseaza doua fire reticulare ce formeaza cursorul‑ecran. Marimea acestuia poate fi reglata printr‑una din optiunile comenzii OPTIONS. La trecerea in alte zone ale ecranului, cursorul isi schimba aspectul, devenind sageata sau caseta de video invers. Cursorul‑ecran este deplasabil cu ajutorul mouse‑ului, al sagetilor de pe tastatura sau al altui dispozitiv periferic de intrare (tableta grafica, track‑ball, etc.).

La partea superioara a ferestrei de lucru este dispus meniul‑bara, din care pot fi accesate meniurile pull‑down, organizate in cascada.

In dreapta ecranului, poate fi vizualizat optional meniul‑ecran organizat arborescent, pe mai multe file de meniuri si submeniuri. Revenirea la fila principala a meniului‑ecran este posibila oricand prin selectarea liniei, AutoCAD, care ramane vizibila pe orice fila. Prin comanda OPTIONS utilizatorul poate sa decida prezenta sau absenta meniului‑ecran

AutoCAD 2000 dispune de mai multe bare de instrumente ("toolbars" in limba engleza). Acestea contin pseudo‑butoane pentru accesarea prin controale vizuale a unor comenzi, macrocomenzi, secvente de comenzi sau optiuni. Barele de instrumente pot fi flotante sau fixate pe oricare din cele patru laturi ale zonei grafice.

Doua dintre barele de instrumente sunt extrem de importante, avand functii esentiale: este vorba despre "Standard toolbar" si "Object properties" (fig. 1.3 si fig. 1.1), adica bara de instrumente standard si bara de instrumente pentru proprietatile obiectelor; se recomanda ca acestea sa fie permanent prezente pe ecran. La instalarea AutoCAD, cele doua bare de instrumente sunt pozitionate la partea superioara a ferestrei de lucru, deasupra zonei grafice.

Unele butoane barelor de instrumente

3.2Comenzi de desenare in AutoCAD

Obiecte simple

Linii. Comenzile LINE, XLINE, RAY

AutoCAD poate trasa segmente de dreapta cu ajutorul comenzii LINE. Comanda solicita punctul de inceput si apoi punctul de sfarsit al segmentului. Intr‑o aceeasi comanda LINE, se pot trasa mai multe segmente inlantuite, astfel ca puctul de sfarsit al unui segment devine punctul de inceput al segmentului urmator. Segmentele inlantuite descriu un contur poligonal deschis sau inchis. Comanda dispune de optiunea "Close", care asigura inchiderea automata a conturului.

Sintaxa de baza a comenzii este:

Command: line

Specify first point:

Specify next point or [Undo]: sau Undo

Specify next point or [Close/Undo]: , sau Close sau Undo, sau <s>

Specificarea punctelor de capat se poate face prin oricare din metodele de introducere a informatiei de tip punct (fig. 4.1).

Command: line

From point: 3,4

To point: 6,4

To point: @2,3

To point: @1<135

To point: C

3.3O secventa de desenare a segmentelor de dreapta in AutoCAD

AutoCAD dispune de asemenea de comenzile XLINE si respectiv RAY, pentru trasarea unor linii infinite de tip dreapta geometrica, respectiv semidreapta. Pentru AutoCAD, notiunea de linie infinita se traduce prin aceea ca dreapta traverseaza tot ecranul, indiferent de amplificarea imaginii si de zona momentan vizibila.

Constructia liniilor infinite are la baza metodele clasice din geometrie: prin doua puncte, ca paralela la o dreapta anterioara sau la o axa de coordonate, ca bisectoare la un anumit unghi. Liniile infinite, denumite "construction lines" - "linii de constructie", sunt utile ca linii ajutatoare in definirea altor elemente din desen.

Pentru trasarea unei semidrepte ("ray"-"raza"), AutoCAD solicita originea si inca un punct.

Cercuri. Comanda CIRCLE

AutoCAD deseneaza cercuri prin mai multe metode (fig. 4.2):

Centru si raza (metoda implicita),

Centru si diametru

3 puncte

2 puncte, care devin automat capetele unui diametru al cercului ce se deseneaza,

TTR, adica tangent la doua obiecte geometrice plane (linii, arce, cercuri, polilinii, etc.) si de raza specificata,

TTT, adica tangent la 3 obiecte geometrice plane specificate.

Comanda aferenta desenarii cercurilor este CIRCLE.

 Modurile de desenare a unui cerc in AutoCAD

Arce de cerc. Comanda ARC

Arcul de cerc este un obiect geometric plan, care poate fi desenat numai in planul curent XY. AutoCAD dispune de mai multe metode de trasare a arcelor de cerc (fig. 4.3). In functie de metoda indicata de utilizator, prog solicita informatiile necesare pentru desenarea arcului.

Exista metode prin care AutoCAD trebuie sa decida sensul de desenare al arcului de cerc, si in acest caz, programul alege numai sensul pozitiv (de exmplu prin metoda "Start, End, Radius", adica specificarea punctului de inceput, a celui de sfarsit si a razei). In alte metode, utilizatorul este cel care impune sensul de desenare al arcului de cerc (de exemplu, prin metoda "Start, End, Angle", adica specificarea punctului de inceput, a celui de sfarsit si a unghiului).

A edita un desen AutoCAD

Semnificatia, rolul si avantajele operatiilor de editare

A edita un desen AutoCAD inseamna a modifica obiectele deja create in acel desen, cu scopul diversificarii lor, a schimbarii pozitiei, dispunerii, formei si marimii lor, a crearii altor obiecte noi pe baza celor existente. Termenul "a edita" semnifica in toate operatiile asistate de calculator "a modifica"; prin urmare, aplicarea intr‑un desen a unei operatii de editare este posibila numai in prezenta unor obiecte deja create.

Editarea desenelor constituie una din facilitatile majore ale folosirii calculatorului in elaborarea documentatiei grafice. O mutare a unor obiecte, o scalare, o rotire, o deformare, pot fi realizate comod, fara a relua manual, de la inceput, constructia elementelor de modificat. Copierea, oglindirea, multiplicarea, trasarea unui obiect paralel la altul, dezvolta desenul cu noi obiecte, pe baza unora existente deja. Noile obiecte le reproduc pe cele anterior create. Nu este necesara descrierea amanuntita, pas cu pas, a noilor constructii, fiind suficienta evidentierea elementelor repetitive si a celor de referinta. Stergerea unui element sau a unui grup de elemente din desen nu deterioreaza calitatea hartiei si nici nu altereaza accidental obiectele invecinate.

Mai mult poate decat desenarea, comoditatea modificarii si dezvoltarii desenelor in mediul grafic interactiv constituie un avantaj forte al graficii asistate de calculator. Din acest punct de vedere, AutoCAD este unul din mediile CAD cu cele mai perfectionate functii de editare.

Capitolul 4

4.0 Calcule

A=80

m=4

p=mπ=4∙3,14=12,56mm

=>

Aleg:

a=m;b=1,25∙m=1,25∙4=5mm

=4∙19=76mm

=m∙(

=4∙23=92mm

+2)=4∙25=100mm

+45)=4∙20,5=82mm

Joc la fund

l=0,20m=0,25∙4=1mm

4=a+b=m+1,25m=2,25∙4=10mm

Capitolul 5

5.0 Biblografie:Jula, A. s.a.: Proiectarea angrenajelor evolventice, Editura Scrisul Romanesc, Craiova, 1982

Gafitanu, M. s.a.: Organe de masini, vol.I si II, Editura Tehnica, Bucuresti, 1983