An universitar 2017 – 2018 [614724]

Universitatea Transilvania Brașov
Facultatea de Inginerie Tehnologică și Management Industrial
Specializarea: Inginerie Economică Industrială
Program de studiu: Învațământ la Distanță

PROIECT
„Alegerea materialelor”

Titular disciplina:
Prof. Luca Mihai Alexandru

Student: [anonimizat] 2454 anul III

An universitar 2017 – 2018

Roată melcată

1. Consideratii generale si rol functional
Roata melcata se regaseste in sepcial in cadrul angrenajelor melcate care sunt
angrenaje cu axe încrucisate, la care unghiul dintr e axele celor doua roti este 90 ͦ, sunt
caracterizate prin rapoarte de angrenare mari (6 < u < 100) si functionare silentioasa, randament
mai redus decât al celorlalte angrenaje si tehno logie de executie si montaj e mai pretentioase.
Deși de multe ori, roțile melcate sunt folosite doar pentru a transmite rotația dintr -o parte
într-alta a unui mecanism sau ansamblu, ele pot fi folosite și pentru a transmite forțe amplificate
sau diminuate. Atunci când roțile melcate ale unui ansamblu au diametre diferite (așa cum este
cazul în prima imagine) vitezele lor de rotație, și deci momentele lor cinetice, sunt diferite.
Exemple de roti melcate in angrenare :

Figura 1.

Domeniile de folosire ale rotilor melacte sunt foarte diverse, acestea întâlnindu -se în
reductoare si multiplicatoare de turatie, cutii de viteze, diferentiale etc.

2. Conditii de lucru. Principalele solicitari.
Ruperea din tilor prin oboseal a este forma principala de deteriorare a rotilor melcate
din otel, cu duritatea flancurilor active > 45 HRC, precum si a rotilor din fonta sau din materiale
plastice. Ruperea se produce datorita solicitarii de încovoiere a dintelui, solicitare variabila în
timp, care determina oboseala materialului si aparitia, la baza dintelui, a unor microfisuri, care
se dezvolta în timp, provocând, în final, ruperea dintelui.

Figura 2

Ruperea static a a din tilor este cauzata de suprasarcini sau socuri mari, care apar în
timpul functiona riirotii melcate , ca urmare a conditiilor de functionare. Evitarea ruperii statice
a dintilor se poate realiza prin calculul angrenajului la solicitarea de încovoiere, la sup rasarcini,
prin marirea preciziei de executie si a rigiditatii arborilor.

Figura 3

Exfolierea stratului superficial al flancurilor dintilor este o forma de deterioare prin
oboseala a materialului. Exfolierea se manifesta prin desprinderea unor portiuni ale stratului
superficial al flancului dintelui, ca urmare a unor microfisuri de oboseala aparute la granita
dintre stratul durificat si cel de baza. Evitarea deteriorarii prin exfoliere a rotii se face prin
adoptarea unor tehnologii de tratament adecvate.

Pittingul (apari tia de ciupituri pe
flancurile active ale din tilor) se datoreste
oboselii de contact a stratului superficial al
flancurilor active, constituind principala
forma de deterioare a rotii melcate cu
duritati superficiale < 45 HRC.
Ciupirea este un fenomen de
oboseala a straturilor superficiale ale
flancurilor ac tive ale dintilor, determinat
de tensiunile de contact variabile în timp.
Evitarea scoaterii din uz prin pitting
se face prin:
– realizarea unui calcul la solicitarea de
contact a angrenajului;
– tratamente termin ce sau termochimice
(calire superficiala, cementare, nitrurare);
– deplasari pozitive de profil;
– micsorarea rugozitatii flancurilor dintilor;
– utilizarea unor lubrifianti aditivati.
Figura 4

Griparea este o forma a uzarii de adeziune si apare la
rotile puternic încarcate, care lucreaza la viteze periferice mari.
Datorita alunecarilor mari dintre dinti, a concentrarilor mari de
sarcini, a rugozitatilor mari ale flancurilor, uleiul poate fi
expulzat dintre suprafetele aflate în contact .
Figura 5 .

Datorita contactului direct, a sarcinilor locale mari si a temperaturii ridicate din zona
de contact, apar microsuduri care, în timp, se rup si se refac continuu, datorita misca rii relative
a flancurilor

3. Conditii pe care trebuie sa le indeplineasca mater ialul pentru asigurarea unei
durabilitati corespunzatoare
La alegerea materialului trebuie sa se tina seama de o serie de factori: sarcina care
încarca roata; durata de functionare impusa; caracteristicile mecanice ale materialelor; modul
de obtinere a se mifabricatului; tehnologia de executie; eficienta economica; conditiile de
functionare.

4. Materiale posibile pentru executia produsului .Avantaje si dezavantaje.

Fontele asigura rotilor melcate o amortizare buna la vibratii si calitati antifrictiune. Se
folosesc la constructia rotilor melcate de dimensiuni mari, încarcate cu sarcini mici si care
functioneaza la viteze reduse. Se pot folosi fontele cenusii cu grafit lamelar (Fc 200, Fc 400),
fontele cu grafit nodular (Fgn 600 -2, Fgn 700 -2), fontele maleabi le (Fmp 700 -2) si fontele
aliate.
Bronzurile (aliaje ale cuprului cu staniu) se folosesc în constructia rotilor melcate,
datorita calitatilor antifrictiune foarte bune. Fiind deficitare si foarte scumpe, bronzurile se
folosesc numai pentru confectionarea c oroanei rotii melcate, corpul acesteia fiind executat din
fonta sau otel.
Materialele plastice au elasticitate marita, dar caracteristici mecanice reduse,
utilizându -se în constructia rotilor melcate putin solicitate. Se folosesc la realizarea angrenajelor
mai putin precise, dar care necesita o functionare silentioasa – datorita elasticitatii mari, se
asigura compensarea erorilor de executie si montaj – la rotile care lucreaza în medii corosive si
la rotile la care ungerea cu uleiuri minerale nu este posibi la (industria alimentara, textila, aparate
de birou si de uz casnic).
Otelurile sunt materialele cele mai utilizate în constructia rotilor. Otelurile, în functie
de proprietatile lor mecanice si de prelucrabilitate, se împart în oteluri moi (cu duritate
superficiala < 350 HB) si oteluri dure (cu duritate superficiala > 350 HB). În cazul otelurilor
moi, danturarea se face dupa tratament, iar în cazul otelurilor dure, danturarea se face înaintea
tratamentului. Otelurile de uz general pentru constructii si ote lurile turnate în piese nu se

trateaza termic, fiind utilizate la rotile melcate încarcate cu sarcini mici si/sau la care nu se
impun restrictii de gabarit, vitezele de functionare fiind mici (OL 50, OL 60 si, respectiv, OT
50, OT 60 etc.).
Otelurile de îmbunatatire au continutul de carbon > 0,25_, fiind folosite în constructia
rotilor melcate încarcate cu sarcini mici sau medii. Îmbunatatirea este tratamentul termic care
consta într -o calire urmata de revenire înalta. Prin acest tratament se obtine o dur itate medie a
suprafetelor active si se aigura o buna structura a materialului, caracteristicile mecanice obtinute
fiind dependente de dimensiunile rotii. Îmbunatatirea se realizeaza înainte de danturare,
obtinându -se, dupa tratament, duritati mai mici de 350 HB. Cele mai utilizate oteluri de
îmbunatatire sunt: OLC 45, OLC 55, 40Cr10, 33 MoCr 11 etc.).
Otelurile de cementare au continutul de carbon < 0,25%. Cementarea este un tratament
termochimic, care consta în îmbogatirea în carbon a stratului superficia l al flancului dinti lor,
fiind urmata de calire si revenire joasa. În urma calirii, se obtine o duritate m are a stratului
superficial (52 … 62 HRC) si un miez care îsi pastreaza tenacitatea. Prin cementare se obtine o
crestere semnificativa a rezistentei la contact a flancului dintilor si o crestere, într -o masura mai
mica , a rezistentei la încovoiere. Danturarea se executa înaintea tratamentului, dupa tratament
dantura trebuind rectificata, pentru eliminarea deformatiilor mari care apar în urma
tratame ntului. Cele mai utilizate oteluri de cementare sunt: OLC 15, OLC 20, 15 Cr 08, 18
MoCr 10 etc.). Ot elurile de cemenetare se recomanda la angrenajele puternic solicitate si când
se impun restrictii de gabarit.

Materialul din care va fi confectionată roata melcata este oțel aliat 18MoCrNi13.

Compoziția chimică a materialului este conform STAS SR EN 10027 – 2006

Tabelul 1

5. Caracteristicile fizico -mecanice ale marcii materialului ales, preluate din
literatura de specialitate
Tabelul2

6. Proiectarea tehnologiilor de tratament termic primar si secundar, aplicate cu
scopul unei bune prelucrabilitati si a obtinerii

Tratamentul termic la care este supus
materialul este de călire – revenire
Acest tratament se poate efectua mecanizat
si are drept scop spoirea rezistentei la
uzura danturii rotii melcate.
Revenirea reprezinta incalzirea unei
piese durificate la o temperatura intre RT si
AC1, pastrand aceasta temperatura si dupa
racire.Prin intermediul revenirii rezistenta
sau limita de curgere(Rm) va fi scadea cu
0,2% (RP0.2) si alungirea sau gatuirea vor
fi majorate .
Temperatura de r evenire va fi selectata
astfel ca o cantitate comparabil ridicat de
duritate, impreuna cu o tenacitate
acceptabila pentru o aplicatie predeterminata vor fi obtinute. Figura 6

7.Propunerea tehnologiei de realizare a produsului cu accent pe principalele operatii
tehnologice

1. Tratament termic: imbunatatire.
2. Strunjire cilindrica exterioara degrosare.
2.1 strunjire interioara
2.2. strunjire cilindrica exterioara
3. Gaurire I pe strung.
3.1. pregaurire pe burghiu
3.2. gaurire pe burghiu
4. Strunjire cilindrica exterioara si i nterioara finisare, prinderea I
4.1. tesire exterioara
4.2. tesire interioara
4.3. strunjire cilindrica exterioara
4.4. strunjire cilindrica interioara
5. Retezare
6. Strunjire finisare, prinderea II
6.1. strunjire frontal
6.2. tesire exterioara
6.3. tesire interioara
7.Gaurire II strapuns
8. Monitorizare canal de pana
9. Danturare cu freza melc
10. Tratament termic :calire si revenire inalta
11. Rectificare rotunda interioara
12. Lacatusare, ajustare, debavurere, marcare
13 CTC masurarea principalelor cote

Pentru efect uarea operatiilor prevazute in fluxul tehnologic se aleg urmatoarele tipuri
de masini:
 strung normal ;
 masina de gaurit;
 masina de mortezat ;
 masina de danturat cu freza melc ;
 masin a de rectificat pentru interior.
Pentru operatiile de strunjire se alege un strung universal .
Pentru rectificare rotunda interioara, se alege o masina de rectficat .
Pentru verificarea piesei se utilizeaza sublere, micrometre, rugozimetre, calibre

Bibliografie

 https://www.scribd.com/document/46672341/Proiectarea -Unei -Roti

 http://informatiitehnice.com/ingineria -sudarii/tratamente -termice -ale-materialelor -de-
baza-si-a-imbinarilor -sudate/

 http://www.omtr.pub.ro/didactic/om_aeronave/om2/angrenaje.pdf

 http://www.scritub.com/tehnica -mecanica/Geometria -angrenajelor -melc -ro32767.php

 http://webbut.unitbv.ro/Carti%20on -line/OM/JulaChisuLa tes/Col9.pdf

 https://www.scribd.com/document/48895037/Tehnologia -Executie -a-Reperului –
Roata -Melcata

 http://www.rasfoiesc.com/inginerie/tehnica -mecanica/PROIECT -DE-DIPLOMA –
TRANSMISII -86.php

 http://www.qreferat.com/referate/mecanica/Proiect -TCM -Roata -Dintata -prel924.php