Alegerea și Utilizarea Materialelor Metalice

TEMA PROIECTULUI

Să se proiecteze materialul şi tratamentul termic corespunzător reperului “roată dinţată”

1.Criterii de alegere a materialelor metalice

Alegerea şi stabilirea materialelor metalice este o etapă importantă a proiectării funcţionale şi se face pe baza unor criterii deosebit de riguroase. Acestea sunt multiple: scop, solicitări în exploatare, posibilităţi tehnologice, mediu de lucru, caracterul producţiei, fiabilitate, estetică, posibilităţi de aprovizionare, cost.

Industria constructoare de maşini este cel mai important consumator de materiale metalice din economie. Aici se consumă cea mai mare varietate de materiale metalice. În funcţie de rolul funcţional şi de solicitările specifice în exploatare, fiecare categorie de organe de maşini sau scule se execută din anumite materiale metalice, care trebuie să satisfacă la maximum posibil cerinţele impuse, în condiţiile unui preţ de cost minim.

Principalele criterii de alegere a materialelor metalice pentru industria constructoare de maşini sunt: îndeplinirea rolului funcţional, compoziţia chimică şi structura materialelor metalice folosite. Rolul funcţional al organelor de maşini este asigurat în primul rând de proprietăţile mecanice, fizice şi chimice ale materialelor metalice, în timp ce tehnologia de fabricaţie va fi impusă de proprietăţile tehnologice ale acestora.

Reperul “roată dinţată” se încadrează în seria organelor de maşini care se folosesc în cadrul industriei constructoare de maşini. Din această categorie mai fac parte: pinioanele, coroanele dinţate, roţile melcate, şuruburile melc, camele, cremalierele, arborii cotiţi, etc. Aceste organe de maşini se execută din oţeluri netratate sau tratate termic şi termochimic, bronzuri şi aliaje antifricţiune.

Oţelurile folosite pot fi netratate, normalizate sau îmbunătăţite, când au duritatea sub 350HB şi când danturarea se face după tratamentul termic, ele au conţinut de carbon sub 0,4% şi tratate termic (în toată masa sau superficial) sau termochimic, când au duritatea de peste 350HB şi conţinutul de carbon de peste 0,4% în toată masa sau numai în stratul superficial. Danturarea acestora se face înainte de prelucrarea mecanică.

Prima categorie de oţeluri se utilizează cu precădere la fabricarea roţilor dinţate pentru reductoare, la care duritatea flancurilor dinţilor nu trebuie să fie prea mare, iar a doua categorie se utilizează pentru fabricarea roţilor dinţate pentru cutiile de viteze la maşini-unelte, automobile, unde sunt necesare durităţi mari ale flancurilor dinţilor. Alegerea materialelor şi a prelucrărilor termice se face ştiindu-se că rezistenţa la oboseală prin contact (pitting) a flancurilor dinţilor sau la gripare este proporţională cu duritatea flancurilor, iar rezistenţa la rupere prin oboseală la încovoiere a dinţilor este proporţională cu duritatea sau rezistenţa la rupere a miezului. Când este posibilă rectificarea danturii, se preferă roţi ce au flancurile dinţilor durificate superficial; prin aceasta se măreşte capacitatea portantă, se micşorează dimensiunile de gabarit ale angrenajului şi creşte rezistenţa la uzare şi gripare.

Roţile dinţate pentru cutiile de viteză se execută întotdeauna din oţeluri care permit durificarea superficială prin călire, cementare, carbonitrurare şi nitrurare. Danturarea se face înainte de tratamentul superficial, iar rectificarea şi finisarea danturii se face după tratament.

2. Stabilirea materialului metalic pentru reperul

“roată dinţată”

Rolul funcţional

Organul de maşini „roată dinţată” a fost conceput şi este utilizat pentru transmiterea mişcării de rotaţie între două sau mai multe componente ale unui sistem (maşină, dispozitiv, etc).

Utilizarea sa pe o scară largă de la mecanisme de ceasuri sau aparatură audio-video şi până la angrenaje de sute de kg. folosite în industria grea, a impus dea lungul timpului o atenţie deosebită asupra proiectării acestui tip de organ de maşini

Ponderea cea mai mare în utilizarea acestui organ o are domeniul transporturilor. Reperul în studiu, poate fi component al unei cutii de viteze pentru un mijloc de transport.

Transmisia prin roţi dinţate este mecanismul format din două sau mai multe roţi dinţate aflate în angrenare. Angrenajul asigură, datorită danturii roţilor, un raport de transmitere constant a mişcării de rotaţie şi a momentului de torsiune între doi arbori necoaxiali, realizându-se în general o modificare a momentului de torsiune, respectiv a turaţiei.