Noțiuni fundamentale ale roților dințate

1.Caracteristici

Cele mai utilizate transmisii mecanice folosite în constructia de mașini pentru transmiterea uniformă a mișcării, sînt mecanismele cu roți dințate – angrenajele.

Angrenajul este un mecanism format cel puțin dintr-o pereche de elemente profilate, sau danturate numite roți dințate. În procesul angrenarii, două roți dințate își transmit reciproc mișcarea prin acțiunea dinților aflați scuccesiv în contact.

Larga răspundere a angrenajelor este justificată în primul rînd de capacitatea de realizare a unui raport de transmitere constant (i = constant.), de posibilitatea realizării unei game foarte largi de rapoarte de transmisie cuviteze și puteri dintre cele mai diferite, siguranța în exploatare, randament ridicat, gabarit relativ resus și durata de funcționare îndelungata.

Direcția de transmitere a mișcării poate fii orientată în diferite moduri prin intermediul transmisiei cu riți dințate, avînd axele de rotație dispuse oricum în plan sau în spațiu.

Construcția și controlul roților dințate necesită utilaje, scule și instrumente speciale. Deși prelucrate la un grad de precizie ridicat, în funcționare, angrenajele produc zgomot caracteristic. Intensitatea zgomotului crește cu viteza periferică a roților dințate și ridică problema prelucrării sonore a mediului industrial în special, dar a mediului în general.

Diminuarea zgomotului și creșterea capacității portante la aceleași dimensiuni ale angrenajului, constituie principalele preocupări în direcția perfecționarii transmiisilor cu roți dințate.

Mecanismele cu angrenaje se folosesc pentru a transmite miscarii de la viteze dintre cele mai reduse (mecanismele aparatelor de tip ceasornic), pînă la viteze de 150 m.s-1, avînd dimensiunile de fabricație de la fracțiuni de milimetri, pîna 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 10 000 kW.

2)Forme constructive de bază, Principalele criterii de deosebire a tipurilor de angrenaje reprezentative sunt: poziția relativă a arborilor, axa longitudinală a dintilor, forma profilului dintilor, forma suprafeței de referință a danturii.

Transmiterea miscării și a puterii se poate face între arbori paraleli – angrenaje paralele. În acest caz, roțile dințate au forma cilindrică cu dantura în exterior sau în interior, iar dinții pot avea axa longitudinală paralelă cu axele de rotație ale roților, înclinată, în V, în W, în Z sau chiar axa curbă.

Transmiterea mișcarii între arbori concurenți se realizează cu angrenaje conice, compuse din roți danturate pe suprafețe conice, iar dintii pot avea suprafața longitudinală dreaptă sau curbă, ca și în cazurile precedente.

Angrenajele cu arbori neconcurenți (care se intersectează în spațiu) folosesc roți elicoidale, danturate pe suprafețe cilindrice, conice, angrenaj cu cremalieră. Alte forme geometrice se folosesc mai puțin frecvent.

Materiale. Roțile dințate se pot construi dintr-o gamă foarte largă de materiale metalice și nemetalice. Alegerea rațională a sortimentului de material, trebuie să aiba în vedere sarcinile ce se transmit prin dantură, durata totală de funcționare a angrenajului, viteza și precizia sa, caracteristicile de rezistență ale materialelor și alte condiți suplimentare specifice ce se pot impune anumitor angrenaje (conductivitate termică, electrică, magnetică, rezistență la temperatură, dar si coroziune etc.).

Principalele grup de materiale care sadisfac cerințele de bază ale roților dințate sînt: oțelurile, fontele cenușii, alte compoziții metalice (alama, bronzul etc.) și anumite materiale nemetalice, textolit, poliamidă etc.

Dintre oțeluri, mai fregvent utilizate sunt urmatoarele grupe: oțel carbon de calitate pentru cementare și îmbunătățire (STAS 880-80) ; oțeluri aliate pentru construcția de mașini (STAS 791-80) ; oțel carbon turnat în piese (STAS 600-74) ; oțel aliat turnat în piese (STAS 1773-76).

Oțelurile și fontele se utilizează în special pentru construcția roților dințate greu solicitate, cu o bună rezistență la oboseală, atît în secțiunea bazei danturii solicitată la încovoiere ciclică, căt și în straturile superficiale ale flancurilor active solicitate la presiunea de contact în condițiile frecarii asociate de rostogolire cu alunecare variabilă.

Dintre materialele metalice neferoase, cele mai utilizate sunt bronzurile.Acestea se pot prelucra precis cu multă usurință și în plus sunt antimagnetice. Cuplul de materiale oțel-bronz realizează o buna comportare la uzare și randament superior, de exemplu în cazul angrenajelor melc-roată melcată.

În scopul îmbunătățirii eficienței economice a angrenajelor, a reduceri zgomotului și vibrațiilor, în ultimul se extinde tot mai mult utilizarea materialelor nemetalice, ca: bachelita, textolitul, lingofolul, poliamide, policarbonații și alte sortimente de materiale plastice. Materialele plastice sînt sensibile la umiditate și au funcționarea limitată la temperaturi care nu depașesc 100 C. Rezultatele bune în funcționare s-au obținut folosind cuplul oțel-material plastic.