Proiectarea unui reductor cu o treaptă de reducere, cu roți dințate cilindrice, cu dinți înclinați

I. CONSIDERATII GENERALE PRIVIND PROIECTAREA

Activitatea de proiectare în constructia de masini are ca scop fie realizarea unui produs nou, fie perfectionarea unui produs existent. Pentru a putea elabora un proiect, proiectantul trebuie sa aiba la dispozitie o tema care sa contina cît mai multe date privind produsul ce trebuie proiectat.

Prima faza a activitatii de proiectare poate fi numita faza de conceptie a constructiei care se proiecteaza. Prin conceptie nu se întelege, în mod obligatoriu, a inventa o constructie complet noua sau a descoperi un procedeu necunoscut în trecut, ci de cele ai multe ori, înlocuirea unui produs tehnic cunoscut cu unul mai perfectionat. Dealtfel inventia nu se bazeaza pe “norocul” inventatorului de a avea o “idee geniala”, ci pe documentare, cercetare stiintifica, proiectare, realizare practica. în faza initiala a activitatii de proiectare, gândirea creatoare este canalizata în directia sintetizarii datelor din literatura de specialitate sau a celor existente în activitatea practica. Gândirea creatoare are nevoie de ajutorul imaginatiei (sau a spiritului de inventivitate) care, prin combinarea lor realizate si cunoscute si completarea cu idei noi sa se ajunga la solutii noi. Rezultatul fazei de conceptie în proiectare poate fi o simpla schita, în care solutia dorita este reprezentata numai principial si schematic.

Faza urmatoare a activitatii de proiectare consta în prelucrarea solutiei adoptate, astfel încât aceasta sa se concretizeze în forma ceruta de nevoile practicii. În aceasta faza, proiectantul este preocupat nu numai de problemele generale, de ansamblu, ci si de elementele care constituie partile componente ale produsului ce-1 proiecteaza. Aceste elemente trebuie elaborate, pornind de la formele lor geometrice, trecând apoi la formele lor principale, pentru a putea stabili — la sfîrsit — pentru fiecare element forma functionala corespunzatoare rolului pe care elementul respectiv îl are în cadrul ansamblului. În aceasta faza trebuie gîndite diferite solutii si apoi analizate comparativ, rezultatele procesului de elaborare trebuie verificate prin calcule si comparate cu realizari practice.

În functie de pregatirea lui profesionala si de formatia lui intelectuala, proiectantul incepator are tendinta de a da o importanta exagerata fie calculelor tehnice, fie spiritului tehnic, format prin experienta practica. Sunt însa multe cazuri în care problemele de proiectare “nu pot fi rezolvate numai cu ajutorul spiritului tehnic”, oricât de dezvoltat ar fi acesta. Pe de alta parte, chiar în stadiul actual de dezvoltare al stiintelor tehnice, nu este întotdeauna posibil sa se determine anumite dimensiuni, “numai cu ajutorul calculelor”. Totdeauna exista parametri care nu pot fi cuprinsi în relatii de calcul, sau, daca aceasta este posibil, uneori determinarea lor prin calcul este prea complicata, iar precizia obtinuta la stabilirea valorilor lor nu corespunde necesitatilor de proiectare. În cadrul unei activitati “sistematice” de proiectare, proiectantul trebuie sa îmbine armonios “spiritul tehnic” cu “calculele”.

În faza a treia a elaborarii proiectului, numita faza de constructie, procesul de gândire trebuie sistematizat. Activitatea de proiectare se desfasoara “pe planseta”, unde se analizeaza cerintele cu posibilitatile de realizare industriala a produsului proiectat. Dupa ce s-au stabilit dimensiunile principale si s-a stabilit forma functionala pentru fiecare piesa componenta urmeaza prelucrarea acestor forme functionale astfel ca ele sa poata fi executate. În acest scop pentru fiecare piesa trebuie stabilite dimensiunile constructive, materialul, calitatea suprafetei pe portiuni, tratamentul termic etc. Prin aceasta se elaboreaza forma constructiva ceea ce constituie ultima parte a fazei de constructie. Rezultatul acestei faze este forma constructiva a pieselor si care se reprezinta în desenele de executie.

Proiectantul trebuie sa fie înzestrat, în special, cu “simtul formelor si al dimensiunilor”, sa “vada” în spatiu formele pieselor desenate pe planseta, sa aiba o imagine clara a formelor geometrice ale pieselor, ca si modul în care forma constructiva deriva din forma geometrica, sa prevada cum va decurge montarea si care vor fi solicitarile mecanice si fluxul de forte, ca si diferitele feluri de solicitari pe care piesa le va suferi în exploatare.

Activitatea desfasurata de proiectant în “faza de constructie” îsi atinge scopul daca reuseste sa transforme solutia elaborara în “faza de conceptie”, într-o solutie constructiva optima. Prin aceasta proiectantul a creat un produs tehnic care corespunde tuturor conditiilor cerute de utilizarea lui, care a fost elaborat astfel, încât sa poata fi executat în industrie, la un cost minim, a carui forma si aspect satisfac si conditiile estetice.

Atingerea acestor obiective presupune o buna pregatire în domeniul Matematicii si Desenului tehnic — considerate ca vocabularul inginerului cât si al Tehnologiei materialelor, Rezistentei materialelor, Organelor de masini, Mecanisme, Tehnologia fabricatiei etc.

II. REDUCTOARE CU ROTI DINTATE – CONSIDERATII GENERALE

Transmisiile mecanice dintre motor si masina de lucru maresc sau micsoreaza viteza, respectiv, momentul transmis; modifica traiectoria sau caracterul miscarii; modifica sensul sau planul de miscare; regleaza si modifica continuu viteza; sumeaza miscarea si momentele de transmis pe la mai multe motoare sau distribuie miscarea la mai multe masini sau organe de lucru; protejeaza organele masinii motoare contra suprasarcinilor.

Transmisiile mecanice pot fi prin angrenare si prin frecare. Transmisiile prin angrenare (roti dintate) cu raport de transmitere constant montate în carcase închise se numesc reductoare când reduc turatia (i > 1) si amplificatoare când maresc turatia (i < 1). Când acestea permit variatie de viteza în trepte se numesc cutii de viteze.

Reductoarele pot fi cu una, doua sau mai multe trepte de reducere, construite fie ca subansamble izolate, fie ca, facând parte din ansamblul unei masini. În functie de pozitiile relative ale arborelui motor si condus reductoarele se construiesc cu roti dintate cilindrice (când cele doua axe sunt paralele sau coaxiale), cu roti conice si roti pseudoconice (când cei doi arbori sunt concurenti sau încrucisati) sau în combinatii de roti conice sau angrenaje melcate cu roti cilindrice (la rapoarte de transmitere mari).

Reductoarele cu o treapta au la baza angrenaje cilindrice, conice sau pseudoconice si melcate montate în carcase (fig. 1, fig. 2, fig. 3).

Reductoarele, dupa tipul angrenajului, pot fi: cilindrice, conice, elicoidale, pseudoconice, melcate sau combinate.

Dupa pozitia axelor rotilor dintate distingem reductoare cu axe fixe si reductoare cu axe mobile (reductoare diferentiale si reductoare planetare).

Reductoarele cu roti dintate au o larga utilizare datorita avantajelor pe care le prezinta: raport de transmitere constant, posibilitati de realizare a unor transmisii cu încarcari de la câtiva newtoni la încarcari foarte mari, gabarit redus si randement ridicat, întretinere simpla si ieftina etc.