Geometria Angrenajelor Cilindrice cu Dantura Evolventica Asimetrica

Introducere

Roțile dințate sunt folosite din cele mai vechi timpuri asfel printre comorile Muzeului National Arheologic Grec din Atena se afla fragmentele celui mai complex obiect științific datând din Antichitate. Ruginind si măcinându-se după aproape 2000 de ani de stat sub mare, cadranele, angrenajele și plăcile înscrise prezintă istoricilor o problemă foarte interesantă. Din cauza acestui mecanism se pare că va trebui să ne revizuim multe dintre presupunerile făcute în legătura cu știinta greacă. Studiindu-l se pot afla indicii vitale privind adevăratele origini ale tehnologiei avansate a grecilor antici, tehnologie care a părut atât de neobișnuită multor civilizații modern.

Mecanismul din Antikythera era un fel de cutie cu cadrane pe exterior și cu un foarte complex sistem de roți dințate montate înauntru. S-ar putea spune că seamană cu un ceas foarte complex din secolul XVIII. Ușițele atașate la cutie protejau cadranele, iar pe toate suprafețele cutiei, ușițelor și cadranelor, erau inscripții grecești care descriau modul de operare, plus construcția instrumentului. Cel putin 20 de roți dințate din mecanism au fost păstrate, incluzând un angrenaj foarte extravagant, montat pe o platformă care se învartea și care părea sa fie un fel de angrenaj diferențial sau epiciclic.

O roată dințată este o roată care are "dinți" de-a lungul circumferinței sale pentru a angrena una sau alte roți dințate sau piese similare ale unui mecanism mai complex cu scopul de a realiza transmiterea forței de-a lungul unei direcții tangențiale la suprafețele ambelor. O roată ne-dințată poate realiza transmiterea, într-o oarecare măsură, a unei forțe tangențiale, dar are utilizări limitate deoarece la forțe mari se produc fenomene de alunecare (sau patinare) și de deteriorare ale roții. Dinții unei roți dințate previn orice formă de alunecare, patinare sau de deteriorare/deformare și permit transmiterea de forțe considerabil mai mari decât în cazul roților "obișnuite".

Pentru a fi capabilă de angrenare, o roată dințată se poate atașa oricărui dispozitiv care are dinții de angrenare compatibili cu dinții săi. Deși astfel de dispozitive pot fi cremaliere sau alte dispozitive similare nerotative, cea mai obișnuită conectare a unei roți dințate este într-un angrenaj cu una sau mai multe roți dințate. Rotația oricăreia din roțile dințate ale unui astfel de angrenaj cauzează obligatoriu rotația tututor celorlalte. Astfel, mișcarea de rotație poate fi transferată dintr-un loc într-altul, de la un arbore sau ax la altul. Deși de multe ori, roțile dințate 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.În timp au existat studii prin care roțile dințate au fost supuse unor modificări în vederea creșterii performanței angrenajului. Pentru cresterea performanței primele modificări aduse profilui dintelui au fost corijările și flancările. Creșterea performanței s-a realizat și prin realizarea unor angrenaje special. În România au mai fost treatate angreanje speciale în lucrările (Boloș, 1999), (Pay, et. al, 2000). Au existat perioade in istoria tehnicii in care se urmarea cu precadere standardizarea, pentru reducerea costurilor. Cercetarile actuale abordează problemele de proiectare având ca țintă principală creșterea performanțelor. De la un moment dat creșterea performanței roților dințate se realiza prin utilizarea materialelor noi, prin creșterea preciziei de execuție, prin modificarea de profil a dinților etc.În ultima perioadă au apărut studii prin care roțile dințate cu dinți simetrici, sunt modificate in roți dințate cu dinți asimetrici, ceea ce înseamnă că dinți vor avea profil diferit pe cele două flancuri ale dintelui. La acestea dintele fiind definit de două evolvente diferite, care se angreneaza cu evolvente echivalente ale dintelui roții conjugate. Aceasta soluție a dus la creșterea performanței roților dințate,acești dinți conduc la rezultate promițătoare și potențial mare. Pe langa această soluție duce la angrenaje noi,care au propietăți diferite de angrenare care țin cont de sensul de rotație sau chiar angrenajele unui sens cu autoblocare pe sens invers. Condițile de angrenare sunt mai bune pe flancul direct fața de flancul invers, fapt ce se poate realiza în toate cazurile angrenajelor deoarece in general sunt folosite roți dințate care se folosec numai într-un sens, pentru inversarea sensului roțile dintate care se folosec se numesc roți dințate inversoare. Daca este ales convenabil gradul de asimetrie se poate obține creștera capacității de încarcare dar și reducera greutăți, reducerea vibrațiilor,fapte ce duc la creșterea randamentului și a durabilității.

Angrenarea este procesul prin care două roți dințate își transmit reciproc mișcarea prin acțiunea dinților aflați succesiv în contact. Transmisiile prin roții dintate sunt folosite pentru transmiterea momentului și a mișcării de rotație între doi arbori.

Angrenajele pot fi:

cu roți dințate cilindrice;

cu roți dințate conice;

melc-roata melcată.

Angrenajul prezentat în această lucrare este:

Despre roată dințată cilindrică cu dantură cu flancuri asimetrice.

Avantajele folosiri acestor tipuri de roți sunt:

Capacitate de încarcare mai mare;

Cost redus;

Durată de viață extinsă;

Dimensinui și greutate reduse;

Eficiență mai mare;

Este redus zgomotul si vibrațiile;

Fiabilitate mai mare;

Capacitate de încărcare a dinților roților s-a mărit considerabil;

Capacitate de transmisie mare.

Aceste angrenaje cu dantură evolventică asimetrică au următoarele domenii de utilizare:

Echipamente medicale

În (fig. A) este prezentată o pompă cu roți dințate cu dinți asimetrici care serevește în cazul medici.Cel mai preocupat de acest doumeniu este (Kapelevich, A. , L.)

Pompă cu roți dințate cu dinți asimetrici dintr-un echpament medical

(Kapelevich & Kleiss, 2002), (Kapelevich & McNamara, 2005)

Avanatjul folosiri acestui angrenaj în acest domeniu este faptul că datorită formei asimetrice a dinților, volumul de fului vehiculat în golul dintre dinți va fi mai mare, astfel resultă, o eficiență volumică mai mare a pompei. Având acest avantaj pompele cu roți dințate de acest tip pot devein mai mici în comparație cu roțile dințate clasice, dar pot lucra și la turați mai reduse, astfel apare o economie de energie și silențiozitate, și pe lânga aceste lucruri are și o etanșare mai bună între roți și carcasă.

Industria aeronautică

Având o rezistență mărită datorată asimetriei acesta poate transmite momente de torsiune mult mai mari, fapt care a dus la folosirea acestui tip de dantură în cadrul industriei aeronautice. Conform (Kapelevich, 2000), (Kapelevich & McNamara, 2005), (Kapelevich, 2007), (Novikov et al., 2007) și (akgears, 2009), în (figura 1.2), este prezentat reductorul planetar cu două trepte bazat pe roți dințate cu dinți asimetrici destinat acționării elicelor avioanelor Ilyushin-114.

Fig.B. Reductorul planetar în două trepte a avionului Ilyushin – 114

(Novikov et al., 2007), (akgears, 2009)

Fig.C. Avionul Ilyushin – 114 , (Kapelevich 2007), (akgears, 2009)

Fig.D. Roată solară a reductorului planetar cu roți dințate asimetrice, (Kapelevich, 2007)

Cu acestă soluție s-a mărit considerabil capacitatea de încărcare a dinților roților, de asemena a fost redusă și greutatea având o eficiență mai mare a reductorului.

Mecanisme unidirecționale și cu autoblocare

Este bine cunoscut faptul că la majoritatea angrenajelor funcționarea în sarcină are loc într-un singur sens, datorită înclinări diferite pe cele două flancuri a ditelui a apărut ideea angrenajelor unidirecționale, care să transmită mișcarea și momentul de torsiune într-o singură direcție. La inversarea sensului de rotire acesta va fi blocat datorată forțelor de angrenare și nu va putea să tansmită mișcare în sens invers.

În figura F, este prezentat angrenajul unidirecțional cu autoblocare cu roți dințate cu dinți înclinați (elicoidali) și asimetrici. Fiecare roată dințată are 6 dinți asimetrici fixați pe câte un arbore rezemat pe capete pe lagăre de alunecare, confecționați din fontă cenușie. Roțile dințate au fost fabricate din oțel 40Kh (codificarea după GOST).

Fig.F. Angrenaj unidirecțional cu autoblocare cu roți dințate cu dinții asimetrici (Kargin, 2008)

Industria petrochimică

Acest domeniu are cerințe specifice, anume: transmisiile cu roți dințate să aibă durată de viață îndelungată dar și capacitate de transmisie mare.

Avantajul mare în acest domeniu este faptul că aceste angrenaje au mai multe perchi de dinți în angrenare, și un grad de acoperire de ε 2. Prin creșterea unghiului de presiune pe flancul inactiv se va obține un dinte cu o formă asimetrică, cu un unghi α 20°, pentru flancul care în timpul angrenării are mai mulți dinți în contact, respectiv α20°, pe celălalt flanc dintele va asigura o rezistență mai mare la solicitarea de încovoiere a dintelui față de dintele simetric. (Fig. G)

Fig.G. Angrenaj cu dinți simetrici și asimetrici, (Kapelevich, 2004)

Aceste angrenaje au o creștere de 10 – 15 a rezistenței la solocitare la încovoiere a dinților roților dințate din angrenajele cu mai multe perechi de dinți în contact prin creșterea grosimii piciorul dintelui.

Valoarea unghiului inactiv este limitată de condiția de evitare a ascuțirii vârfului dintelui.

Avantajele folosiri roților dințate cu dinți asimetrici în acest domeniu sunt:

momente de transmisie și puteri mari;

durată de viață ridicată, adică timpi mai îndelungați între revizii;

gabarite mici, rezultând economie de material;

creșterea capacității de încărcare cu 15 – 30 %;

durata de viață mai lungă de 3 – 5 ori;

reducerea dimensiunii și greutății cu 10 – 20 %;

apare reducerea costurilor și creșterea rentabilității;

asigură reducerea zgomotului și vibrațiilor;

crește randamentul angrenajului cu 1 – 2 %;

reduce costurile de mentenanță

Reductoarele turbinelor eoliene

Cel mai dorit avantaj în cazul turbinelor eoliene este scăderea masei ansamblului generator current – reductor care are rol de multiplicator de turație. Răspunsul la acestă necessitate a fost construirea unui redactor planetar cu roți dințate cu dinți asimetrici.

Agricultură

Fig.H. Angrenajul folosit în agricultură și utilajul care folosește

aceste roți cu dantură asimetrică [http://www.akgears.com/projects.htm]

Roțile dințate folosite în acest domeniu ar fi bine sa fie efectuate pe mașini – unelte CNC cu freză cilindro frontală deoarece au o calitate a suprafeței foarte mare, astfel valoarea abaterii de la forma flancului dar și bătăile radiale satisfac aceste cerințe specifice agriculturi.

Prezenta lucrare este structurată pe patru capitole după cum urmează:

în partea de început sunt prezentate: elementele generale privitoare la danturile cu flancuri evolventice asimetrice atât pentru angrenaj cât și pentru cremalieră;

în capitolul al doilea este prezentat calculul geometric al unui angrenaj cu dantură evolventică asimetrică dar și calculul pentru cremaliera de referință;

în capitolul al treilea am descris: proiectarea tehnologiei de prelucrare a unei roți dințate cu flancuri evolventice asimetrice pe o mașină CNC;

partea de final cuprinde: execuția unei roți cu dantură evolventică asimetrică.

Capitolul 1 Elemente privind geometria angrenajelor cilindrice cu dantură evolventică asimetrică

1.1Aspecte generale

Roțile dințate sunt organe de mașini alcătuite din corpuri de rotație sau de formă, prevăzute cu dantură exterioară sau interioară. Ele se utilizează la transmiterea mișcării de rotație și a momentului de torsiune, prin contactul direct al dinților, realizându-se astfel un raport de transmitere (raportul dintre turația roții conducătoare și a celei conduse) constant sau

variabil. Părțile component ale unei roți dințate sunt:

coroana, parte pe care se află dantura;

butucul, parte cu care se fixează pe arbore;

discul sau spițele, care sunt elemetele care fac legătura dintre butuc și coroană.

Termenul de roată dințată este folosit ca termen generic și în cazul organelor dințate având forme specifice și denumiri particulare (cremalieră, melc etc.).

Clasificarea roților dințate:

Clasificarea roților dințate se poate face:

Dupã forma suprafeței de rostogolire:

roți dințate cilindrice (caz particular: cremaliere);

roți dințate conice (caz particular: roți plane);

roți dințate hiperboloidale;

melci și roți melcate;

roți dințate eliptice;

roți dințate spirale etc.

b) După forma și direcția flancului dinților:

• roti dințate cu dantură dreaptă;

• roti dințate cu dantură simplu înclinată;

• roti dințate cu danturã multiplu înclinată (în V, în W, în Z);

• roti dințate cu danturã curbă.

c) Dupã poziția danturii față de corpul roții:

• roti dințate cu dantură exterioară;

• roti dințate cu dantură interioară.

c) Dupã forma profilului dintelui:

• roti cu danturã evolventică;

• roti cu danturã cicloidală (cicloidă, epicicloidă, hipocicloidă);

• roti cu alte profile ale dinților (danturã cu profil în arc de cerc, danturã cu bolțuri etc.)

Curba cea mai utilizată la realizarea profilului unui dinte este evolventa, datorită

avantajelor ce le oferă în angrenare și a execuției ușoare.

1.2 Elemente generale privind dantura roților dințate cu dinți asimetrici

Pentru determinarea geometriei acestor roți fiecare proiectant trebuie să stabilească specificul aplicației.

Determinarea dimensiunilor și elementelor ale acestor angrenaje sunt sintetizate de (Kapelevich, 2000):

În (figura 1.1.) se observă faptul că aceste roți cu dinți asimetrici sunt limitate de două evolvente care au cercurile de bază diferite pentru flancul direct și pentru flancul invers , iar diametrul exterior și profilul de racord al piciorului dintelui, care este în funcție de profilul angrenajului.

Unghiurile de angrenare în punctul de intersecție al celor două evolvente, care formează flancurile dintelui, sunt:

(1.1)

Unde:

– e diametrul cercului de vârf. Pentru existența roții dințate și pentru evitarea ascuțirii dintelui de fiecare data ;

– diametrul cercului de cap;

– diametrul cercului de bază al evolventei flancului direct (drive involute profile);

– diametrul cercului de bază al evolventei flancului invers (coast involute profile).

Coeficientul de asimetrie se definește prin (Kapelevich, 2000)

(1.2)

Pentru roțile dințate cu dinți simetrici k = 1.

Fig.1.1 Dimensiunile geometrice ale roții dințate cu dinți asimetrici (Kapelevich, 2000)

Unghiurile de profil ale diametrului exterior Do sunt (Kapelevich, 2000),

, ; (1.3)

Coeficientul grosimii la vârf a dintelui este (Kapelevich, 2000)

, (1.4)

unde:

inv x =tan x-x –este funcția evolventă a unghiului x,

– grosimea la vârf.

Coeficientul este ales din intervalul (0,25 – 0,4)/N, unde N este numărul dinților. Coeficientul trebui să fie destul de mare pentru evitarea ruperii capătului dintelui (mai ales în cazul danturilor cu duritate în stratul superficial.

Creșterea valorii lui reduce gradul de acoperire axial.

La angrenajele simetrice, grosimea minimă a vârfului dintelui este bine să fie mai mare decât 0,3·m; iar la danturile asimetrice, conform lucrării (Costopoulos & Spitas, 2009), valoarea minimă recomandată este 0,25·m (unde m este modulul roții dințate).

În figura 1.2 este reprezentată zona de angrenare a unei perechi de dinți a unui angrenaj cu dinți asimetrici.

Unghiurile de presiune pot fi determinate (Kapelevich, 2000) din ecuația:

(1.5)

unde:

raportul de angrenare;

numărul de dinți ai roții conducătoare;

Notațiile și semnificațile au fost păstrate conform bibliografeiei citate.

Gradul de acoperire poate fi determinat (Kapelevich, 2000) cu următoarele două ecuații:

pentru flancul direct:

(1.6)

pentru flancul invers:

(1.7)

Pentru evitarea interferențelor, (Kapelevich, 2000) unghiurile de profil ale punctelor de la baza flancurilor (mai ales ale flancului indirect cu unghiul de profil mai mic) trebuie să fie mai mari sau egale cu 0.

pentru pinion:

(1.8)

pentru roata condusă:

(1.9)

Unghiurile de angrenare ale punctelor de la baza flancului direct, activ sunt:

(1.10)

1.3 Geometria zonei de angrenare a danturi cu flancuri asimetrice

Fig. 1.2. Zona de angrenaer a unei perechi de dinți a unui angrenaj cu dinți asimetrici (Kapelevich, 2000)

Dacă sunt cunoscute datele despre angrenajul cu roți dințate asimetrice, aceste date ne ajută să cunoaștem toată geometria acestor angrenaje:

numărul de dinți și ;

coeficientul de asimetrie ;

coeficientul grosimii la vârf a dintelui , ;

unghiurile de angrenare pe diametrului exterior și ;

pasul diametral p sau distanța dintre axe;

Dacă se cunosc unghiurile Φo1d și Φo2d, unghiurile de angrenare pe diametrului exterior, celelalte elemente ale danturii se determină cu ecuațiile(1.1 și 1.10) prezentate mai sus.

unghiurile , , , se determină din formulele (1.2 și 1.4);

unghiurile de angrenare , se determină cu formula (1.5);

gradul de acoperire , se determină cu formulele (1.6 și 1.7);

unghiurile de profil ale punctelor de la baza flancurilor lui , , , se determină cu formulele (1.2, 1.8 și 1.10).

Dacă “diametral pitch“ p este cunoscut, atunci distanța dintre axe este (Kapelevich, 2000):

(1.11)

Dacă este dată distanța dintre axe “C”, atunci pasul diametral este:

(1.12)

Pitch diameter (echivalentul diametrul de divizare) pentru pinion și roata dințată condusă se calculează cu (Kapelevich, 2000):

(1.13)

Diametrele de bază ale pinionului și roții dințate sunt (Kapelevich, 2000):

(1.14)

Grosimile dinților pe pitch diameter (echivalentul diametrul de divizare) ai pinionului și a roții sunt (Kapelevich, 2000):

(1.15)

Sunt și cazuri în care se pot da, ca date inițiale, unghiul de angrenare sau raportul de transmitere pe flancul direct, dar în acest caz coeficientul grosimii dintelui trebuie să fie: = /.

Valorile și se definesc cu precizie în urma calculelor de optimizare a cremalierei (sau a cremalierelor) generatoare.

Astfel, grosimea dintelui pe diametrul pasului (pitch diameter) sunt (Kapelevich, 2000):

, (1.16)

Cremaliera generatoare are rolul da a asigura generarea flancului evolventic activ, fără apariția sub-tăierii, dar și jocul care poate apărea între cercul de cap și piciorul roți în angrenare.

1.4 Elemente generale privind cremaliera roților dințate cu dinți asimetrici

Fig. 1.3. Cremaliera generatoare a danturii roții dințate cu dinți asimetrici(Kapelevich, 2000)

Cremaliera generatoare are scopul de a realiza și profilul de record la piciorul dintelui, pentru a putea asigura o rezistență mare dintelui la încovoiere. Pasul ei trebuie sa aivă aceași valoare cu pasul circular la roți.

, (1.17)

unde:

– pasul cremalierei;

– unghiul cremalierei pentru flancul direct;

– unghiul cremalierei pentru flancul indirect.

Unghiul minim al cremalierei pentru flancul direct este: = . În acest caz unghiul pentru flancul indirect este: = 0. Prin mărirea unghiurilor cremalierei (unghiurilor de angrenare direct și invers) se reduce raza sau razele de racordare a acestuia.

Mărimea unghiurilor cremalierei este limitată de valoarea minimă a razei de racordare, raza de racordare a flancurilor cremalierei R=0, cu alte cuvinte cremaliera se termină într-un vârf. Pentru pre-dimensionare, unghiului cremalierei pentru flancul direct se alege egal sau mai mic decât unghiul profilului de angrenare . Acest unghi, în urma optimizării cremalierei, se va modifica.

Unghiul cremalierei pentru flancul indirect este (Kapelevich, 2000):

(1.18)

Diametrul de angrenare pentru generare este (Kapelevich, 2000):

Diametrul de fund este (Kapelevich, 2000):

(1.19)

unde:

– diametrul exterior al roții dințate

– jocul radial minim,

Grosimea golului dintre flancurile cremalierei generatoare pe linia de angrenare este egală cu lungimea arcului dintelui pe cercul de angrenare generator. (Kapelevich, 2000)

(1.20)

Poziția cremalierei generatoare față de roata dințată generată se definește prin (Kapelevich, 2000):

(1.21)

Pentru a putea fi racordate flancurile, este nevoie de un arc de cerc, sau două arce de cerc care sa fie unite de o linie sau o curbă. În cazul lucrării (Kapelevich, 2000) modul de racordare a flancurilor cremalierei generatoare se realizează printr-un arc de cerc. Raza de racordare se definește prin:

(1.22)

Înălțimea capului dintelui cremalierei generatoare este (Kapelevich, 2000):

(1.23)

Pentru obținerea profilurilor evolventice, și trebuie să satisfacă următoarele condiții (Kapelevich, 2000):

(1.24)

Pentru evitarea sub-tăierii dintelui roții dințate, valoarea și trebuie să satisfacă și condiția (Kapelevich, 2000):

(1.25)

Înălțimile piciorului dintelui cremalierei generatoare sunt (Kapelevich, 2000):

(1.26)

Capitolul 2 Calculul geometric al unui angrenaj cu dantură evolventică asimetrică

2.1 Metode de calcul geometrice

Metodele de calcul care pot fi folosite pentru a calcula un angreanj cu roțile dințate asimetrice definite de (Kapelevich, A) prezentate și în teza de doctorat (Chira, F 2006) sunt prezentate în cele trei tabele de mai jos:

Algoritmul de calcul al unui angrenaj conform [Chira, F] este prezentat în tabelul 2.1

Tabel 2.1

Determinarea ariei de existență necunoscută dacă se aleg ca parametri ințiali unghiurile de angrenare se poate face conform algoritmului din tabelul 2.2 după [Kapelevich, A]:

Tabelul 2.2

Pentru situația în care avem ca dată ințială gradul de acoperire pe flancul direct calcul angrenajului se poate face conform algoritmului din tabelul 2.3după [Kapelevich, A]

Tabelul 2.3

2.2 Studiu de caz pentru calculul geometric al unui angrenaj

Pentru calcularea angrenajului eu am ales tabelul 2.2 pentru care s-au dat ca parametri inițiali unghiurile de angrenare:

Numarul de dinți al pinionului:

=16

Numaru de dinți al roții:

=57

Coeficientul de asimetrie al dintelui:

k = = = 1.2267

Coeficientul arcului dintelui pe cercul de cap la pinion:

= (0.25-04)/ = (0.25-0.4)/16 = 0.0093

Coeficientul arcului dintelui pe cercul de cap la roată:

= (0.25-0.4)/57 = 0.0026

Distanța între axe

a = 120

Unghiul de angrenare pe flancul direct:

=40°= = 0.6981

Unghiul de angrenare pe flancul invers:

=20==0.3491

Pasul pe cercul de rostogolire:

= = = 10.3828

Diametrul cercului de rostogolire la pinion:

= = = 52.6027

Diametrul cercului de rostogolire la roată:

= = = 187.3973

Coeficientul de marime a dintelui:

= = 1.8874

Arcul dintelui pe cercul de rostogolire la pinion:

= = = 6.7514

Arcul dintelui pe cercul de rostogolire la roată:

= = 3.5770

Unghiul de presiune pe cercul de vîrf al pinionului pe flancul direct:

= 0,8576

Unghiul de presiune pe cercul de vîrf al pinionului pe flancul invers:

= 0,6393

Unghiul de presiune pe cercul de vîrf al roții pe flancul direct:

= 0,7348

Unghiul de presiune pe cercul de vîrf al roții pe flancul invers:

= 0,4272

Diametrul cercului de baza al pinionului pe flancul direct:

= = 40.2960

Diametrul cercului de baza al pinionului pe flancul invers:

= 20 = 49.4304

Diametrul cercului de baza al roții pe flancul direct:

= =143.5546

Diametrul cercului de baza al roții pe flancul invers:

= =176.0958

Arcul dintelui pe cercul de cap la pinion:

= = = 0.3747

Arcul dintelui pe cercul de cap la roată:

= = = 0.3732

Unghiul de presiune pe cercul de cap al pinionului pe flancul direct:

= 0,8480

Unghiul de presiune pe cercul de cap al pinionului pe flancul invers:

= 0,6242

Unghiul de presiune pe cercul de cap al roții pe flancul direct:

= 0,7283

Unghiul de presiune pe cercul de cap al roții pe flancul invers:

= 0,4142

Diametrul cercului de cap al pinionului:

= = = 60.9191

Diametrul cercului de cap al roții:

= = 192.3583

Gradul de acoperire pe flancul direct:

= = = 1.2296

Gradul de acoperire pe flancul invers:

= = = 1.5933

Unghiul de presiune pentru primul punct de contact de la piciorul dintelui al pinionului pe flancul direct:

=

= (1+3.5625)*tan40 – 3.5625 *= 0.5770

Unghiul de presiune pentru primul punct de contact de la piciorul dintelui al pinionului pe flancul invers:

=

= = 0.0943

Unghiul de presiune pentru primul punct de contact de la piciorul dintelui al roții pe flancul direct:

=

= = 0.6476

Unghiul de presiune pentru primul punct de contact de la piciorul dintelui al roții pe flancul invers:

=

= = 0.2581

2.3 Calulul elementelor geometrice ale cremalierei

Dacă pentru calcularea angrenajului sunt 3 metode, pentru cremaliera de referină există o singură metodă de calcul care este prezentată în tabelul 2.4 după [Chira, F]

Tabelul 2.5. Algoritmul de determinare a geometriei cremalierei (cremalierelor):

2.4 Sudiu de caz pentru calculul cremalierei

Numarul de dinți al pinionului:

= 16

Numaru de dinți al roții:

= 57

Distanța între axe:

a = 120

Unghiul de angrenare pe flancul direct:

= 0,6981

Unghiul de angrenare pe flancul invers:

= 0,3491

Coeficientul de asimetrie:

k= 1,2267

Unghiul cremalierei pe flacul direct:

= 0,6981

Unghiul cremalierei pe flancul invers:

= 0,3491

Pasul cremalierei:

= 10,3285

= 10,3285

Diametrele de divizare:

= 52,6027

= 187,3973

Suma deplasărilor de profil pentru distanța între axe impusă:

= 1,1000

= -1,1000

Arcul dintelui pe cercul de rostogolire la pinion:

= 6,7514

Arcul dintelui pe cercul de rostogolire la roată:

= 3,5770

Jocul minim:

= 0,8219

Diametrele de picior pentru pinion:

= 46,4023

Diametrele de picior pentru roată:

= 177,8415

Raza de racordare pentru pinion:

= 0,0952

Raza de racordare pentru roată:

= 0,0952

Înălțimile capului dintelui și ale piciorului dintelui pentru cele două cremaliere și limitele acestora:

= 4,1662

= 4,1662

= 4,1376

= 4,1376

= 2,7167

= 3,5367

= 1,9123

= 3,3769

Capitolul 3 Proiectarea tehnologiei de prelucrare a unei roți dințate cu flancuri evolventice asimetrice pe o mașină CNC

3.1 Aspecte generale privind tehnologia de prelucrare a unei roți dințate cu flancuri evolventice asimetrice

Tehnologia de prelucrare a unei roți dințate cu flancuri evolventice asimetrice poate fi realizată în diverse variante așa cum se prezintă in figura 3.1.

Fig.3.1. Variante tehnologice de execuție a danturilor cu flancuri evolventice asimetrice (Ravai, N 2012):

În cele ce urmeză se prezintă sub forma unor scheme câteva din procedeele care ar putea fi luate în considerare:

frezarea roților dințate cu dinți asimetrci cu freză profilată (modul);

mortezarea sau rabotarea roților dințate cu dinți asimetrci cu cuțit profilat;

frezarea roților dințate cu dinți asimetrici prin pseudo generare cu freză mono disc;

frezarea roților cu dinți asimetrici prin pseudo generare cu freză muli disc;

frezarea roților dințate cu dinți asimetrici cu freză melc modul pentru roți dințate cu dinți asimetrici;

mortezarea roților dințate cu dinți asimetrici cu cuțit roată pentru roți cu dinți asimetrici;

mortezarea roților dințate cu dinți asimetrci cu cuțit pieptene pentru roți dințate cu dinți asimetrici;

rectificarea roților dințate cu dinți asimetrci cu disc abraziv biconic (metoda Niles);

rectificarea roților dințate cudinți asimetrici cu sculă melc abrazivă(metoda Reishauer)

Fig. 3.2. Frezarea roților dințate cu Fig. 3.3 Mortezarea sau rabotarea

dinți asimetrci cu freză profilată roților dințate cu dinți asimetrci cu

(modul) (Ravai, N 2012) cuțit profilat (Ravai N, 2012)

Fig. 3.4.Frezarea roților dințate cu Fig. 3.5. Frezarea roților cu dinți

dinți asimetrci prin pseudo generare asimetrci prin pseudo generare cu

cu freză mono disc (Ravai N, 2012) freză multi disc (Ravai N, 2012)

Fig. 3.6. Frezarea roților dințate cu dinți Fig.3.7. Mortezarea roților dințate

asimetrci cu freză melc modul pentru roți cu dinți asimetrici cu cuțit roată

dințate cu dinți asimetrici (Ravai N, 2012) pentru roți cu dinți asimetrici (Ravai N, 2012 )

Fig. 3.8. Mortezarea roților dințate Fig.3.9. Rectificarea roților dințate

cu dinți asimetrci cu cuțit pieptene cu dinți asimetrici cu disc abraziv bioconic

pentru roți dințate cu dinți asimetrici (metoda Niles) (Ravai N, 2012)

(Ravai N, 2012)

Fig. 3.10. Rectificarea roților dințate cu

dinți asimetrici cu sculă melc abrazivă

(metoda Reishauer) (Ravai N, 2012)

3.2 Posibilitați tehnologice de fabricare a roților dințate cu dinți asimetrici pe mașini-unelte cu comandă numerică:

Prelucrarea metalelor este una din cele mai vechi îndeletniciri ale omului. De-a lungul istoriei, abilitatea de prelucrare a metalelor, utilizate în special pentru construcția de arme și unelte casnice, a condus unele civilizații la o dezvoltare economică accentuată.

La începutul secolului trecut, pentru prelucrarea metalelor s-au inventat mașinile-unelte care erau controlate de un operator ce realiza practic toate mișcările sculei pentru obținerea piesei finite. Printre operațiile tehnologice cele mai importante realizate de mașinile-unelte se enumeră: strunjire, alezare, filetare, frezare, găurire, finisare, șlefuire, debitare etc.

În ziua de azi prelucrarea cu mașini-unelte este una din cele mai importante activități pentru susținerea și dezvoltarea industrială. Dintre industriile beneficiare ale produselor executate cu aceste mașini-unelte, cea mai importantă este industrial constructoare de mașini. Industria auto, aeriană și navală, utilizează motoare care au în compunere piese mecanice prelucrate foarte precis. Componentele hidraulice și pneumatice, motoarele electrice, echipamentele mecanice din liniile de producție automatizate iar în domeniul casnic: mașinile de cusut și de spălat, toate acestea și multe altele sunt construite cu piese prelucrate cu ajutorul unei mașini-unelte. Pentru o îmbunătațire a preciziei, dar și pentru scurtarea timpului de lucru au fost inventate mașinile-unelte cu CNC.

Idea de control numeric este foarte veche, incă din anii 1720 a fost inventat un dispozitiv care folosea cartel găurite, apoi în 1860, piania automata care utiliza o rolă de hărtie.

Controlul numeric, așa cum îl cunoaștem noi azi, este apărut dinaintea inventării microprocesoarelor care sunt utilizate în computerele acutale. Prima mașină cu comandă numerică a fost prezentată în 1952 de Massachusetts Institute of Technology. Aceasta a avut success și in anul 1955, la tîrgul Național Machine Tool Show.

Prima generație de mașini CNC folosea lămpi electronice cu vacuum, dare le nu erau prea fiabile, de aceea la a doua generație au fost înlocuite cu tranzistori.

Mașinile-unelte CNC sunt mașini controlate numeric.Controlul numeric rezidă într-un process de “alimentare” continuă a unui controller programabil în construcție specială, cu un set de instrucțiuni acestea fiind formate din (litere și cifre) astfel încât sa poată fi controlate mișcările unei mașini-unelte.

Mișcările mașinii au rolul de a conduce o sculă dar și o traiectorie:

pe un anumit traseu;

cu o viteză precisă de rotație a sculei;

cu o viteză precisă de înaintare a sculei;

Numele de CNC este o abreviere de la “Computer Numerically Controlled” asta însemând (Control numeric cu Computer). Denumirea de CNC face referire întotdeauna la modul unic de operare al unei mașini, adică, la metoda de bază pentru controlul mișcărilor, acesta nu spune nimic despre tipul mașini și anume: daca acesta este freză, strung, presă, sau dacă este mașină de taiat cu fir prin electro-eroziune. O astefl de mașină CNC face uz de matematică dar în același timp și de diverse sisteme de coordonate facute pentru a înțelege și procesa informația pe care o primește, pentru a determina ce trebuie să miște, unde și cât de repede.

La orice mașină CNC cea mai importantă funcție este controlul precis dar și riguros al mișcării.Toate mașinile CNC sunt echipate cu două sau mai multe direcții de mișcare, acestea sunt numite axe.

Ele pot fi mișcate foarte precis și de asemenea poziționate la fel de precis, de-a lungul intervalului de deplasare.Cele mai cunoscute tipuri de axe sunt cele lineare și de rotație (mișcare curbilinie). Diferența la aceste mașini față de cele clasice este că nu produce mișcări prin utilizarea de manivele și discuri, ele fiind acționate de servomotoare controlate prin computer și ghidate de un program memorat.

În următoarea figură 3.14.a este prezentată o mașină-unealtă clasică și în figura 3.14.b mașină unealtă cu comandă numerică.

Marea majoritate a mașinilor unelte CNC sunt capabile să se miște în 3 direcții simultan. Dar sunt și mașini-unelte care au 5 direcții. Aceste direcți sunt cunoscute sub numele de axe și au coordonatele X, Y, Z. De obicei axa X este aceea pe carea mașina, sau o parte a mașini, se deplasează (acoperă) cea mai mare lungime. Un exemplu ar fi faptul că, axa X poate realiza mișcarea față – spate pe cand axa Y efectuează mișcarea de stânga – dreapta. Iar axa Z efectuează mișcarea sus – jos, aceste sunt prezentate in figura. 3.15.

Fig 3.15. Model de axe folosit la mașinile – unelte CNC cu 3 axe

[https://mecatronicastiintaviitorului.wikispaces.com/file/view/Cap.1%20Masini%20CNC.doc/489945248/Cap.1%20Masini%20CNC.doc.]

O mașină – unealtă este oarecum asemănator cu un robot industrial prin faptul că mișcările sunt comandate cu același tip de controller cu care sunt echipate și mașinile unelte.

Este bine de știut faptul că fiecare funcționează cu ajutorul unui program numeric care se poate modifica foarte ușor, deoarece este foarte important ca în numai câteva secunde mașina – unealtă sau robotul să îndeplinească alte sarcini.

Mașina pe care se pot execta roți dințate cu flancuri asimetrice este o mașina – unealtă cu comandă numerică in 3 axe. Și este prezentată într-o schiță modul de deplasare al frezei dar și direcția de învârtire a frezezi cilindro – frontale, acestă shiță este prezentată in continuare în figura 3.16.

Fig. 3.16. Frezarea roților dințate cu dinți asimetrici pe mașini-unelte cu comandă numerică cu freză cilindro frontală (Ravai, N 2012)

Pentru fabricarea acestor roții cu dinți asimetrici pe mașinile – unelte cu Comandă numerică este nevoie de un model solid (3D), dar se poate face si cu ajutorul unui contur, închis de model (2D), pe urmă conturul este imprimat unei scule așchietoare simple cu 2 – 4 tăișuri, de tipul

frezelor deget.

Profilul roții dințate în format dingital, urmează sa fie încărcat în programul mașini – unelte cu comandă numerică, dar pe langă acest contur trebuie sa fie introduși și parametrii doriți pentru regimul de așchiere aferent sculei.

Având acestești parametrii încărcați freza deget va începe sa prelucreze roata dințată cu dinți asimetrici după conturul său, dar și cu o adâncime de așchiere stabilită tehnologic, după care, folosind avansul de pătrundere se va realiza trecere finală, cu ajutorul căreia roata dințată va fi definită complect. Este bine de știut faptul ca se ține cont și de regimul de așchiere dar si de cerințele de calitate ale suprafeței flancurilor acestă ultimă trecere poate fi de finisare cu un regim tehnologic specific.

În figura 3.17.a este prezentată freza folosită pentru obținerea roților dințate cu dinți asimetrici iar 3.17.b este prezentă o poză din timpul prelucrari cu acestă freză.

a. b.

Fig. 3.17. Prelucrarea roții dințate cu dinți asimetrici pe mașina-unealtă cu comandă numerică (Ravai, N 2012)

Se cunoaște faptul că dacă nu se obține calitatea dorită a suprafeței prelucrate pentru obținera acesteia se va recurge la prelucrări de rectificare, și cu aceași așezare se va prelucra și alezajul roții. Acest alezaj poate fi prelucrat și pe strung dar cu centrare pe flancurile dinților.

Acest procedeu de prelucrare are o precizie dimensională mare care poate fi măsurată cu ajutorul unor echipamente speciale care sunt specifice roților dințate cu dinți asimetrici.

Sunt situați în care este urmărită calitatea suprafeței, valoarea abateri dar și bătaia radială, cum este de exempul industria agricolă.

A doua metodă prezentată de execuție a roților dințate cu dantură asimetrica pe mașini – unelte CNC este prin electro – eroziune:

Electro – eroziunea (EDM – Electrical discharge machining ), este un proces ce se dezvoltă într-un mediu dielectric prin producera de scântei electrice între electrod și piesa ce trebuie prelucrată. Acestă căldură topește materialul piesei de prelucrat.

Procedeul de electro – eroziune se poate produce prin două metode:

a. Prima metodă este electro – eroziunea cu electrod masiv care este un proces care se dezvoltă într-un mediu dielectric prin producera de scântei electrice între un electrod masiv din cupru, sau de grafit dar și din alte materiale speciale, și piesa ce trebuie prelucrată. Acest procedeu este unul termoelectric în care fiecare scânteie topește materialul piesie de prelucrat. Acest procedeu nu poate fi folosit pe materiale plastice deoarece acestea nu produc scânteie.

În cazul de față, dielectricul este un produs petrolier înalt rafinat, acesta fiind cu un miros redus dar și cu propietați îmbunatățite.

Prelucrările tipice care se pretează acstei mașini sunt de obicei prelucrări în materiale dure. Operațiile care pot fi executate pe această mașină sunt: găurire, planare, conturare 2D sau 3D , finisare. Prelucarea se poate face în 2 feluri: forma electrodului copiată direct prin avansul lui în piesă, sau cu un electrod de formă simplă prin deplasarea celor 4 axe comandate CNC.

În figura 4.20. sunt prezentate axele unei mașini – unele CNC cu electrod masiv dar si parțile componete ale acesteia.

Fig. 4.20. Părțile componente (Șoaită D, 1999)

Componentele acestei mașini sunt: sistemul de filtrate cu rezevorul dielectricului si dulapul elecrtic.

Mașina propiu – zisă are un batiu care este confecționat din fontă turnată și stabilizată, care execută mișcarea axelor și este realizată cu șuruburi de înaltă precizie cu bile, acestea fiind acționate de servo – motoare de curent continuu comandate CNC. Masa de lucru are canale în forma de “T”, și este poziționată in interiorul bazinului de lucru împreună cu magazia de scule cu 5 posturi.

Sistemul de filtrate, de pomare si rezevorul dielectricului poate acumula până la 625 de litri de dielcrtic. El fiind unu lichid al carui compoziție este formată din hidrocarburi saturate, de puritate mare dar cu un conținut redus de hidrocarburi aromatice. Filtrele sunt de tip cartuș schimbabil.

În dulapul electri este situat calculatorul CNC comanda electrică CNC dar și generatorul impulsurilor electirce necesare electro – eroziunii.

b. A doua metodă de electro – eroziune este electro – eroziunea cu fir:

Aceste mașini de electro – erozine cu fir folosec de fapt o sârmă (electrod) cu ajutorul căruia se poate obține un contur dorit care este (programat) într-o piesă metalică. Cu ajutorul acestiu procedeu se obțin precizi deosebite, folosind aceste mașini se pot obține ajustaje foarte precise doar prin tăiere. Tăierea prin acest procedeu are loc în piesă. Dar este necesară practicarea unei găuri de plecare (prin care este introdus firul) sau se poate face plecarea și dintr-o margine a materialului de prelucrat. În zona de lucru, cu fiecare descărcare are loc producerea unui crater în piesă adică (material înlăturat) dar și o uzură a sculei (electrodului), în cazul de fată fir. Firul poate fi înclinat, făcând posibile tăieri înclinate sau profile diferite în planul de sus față de planul de jos al piesi.

Fig.4.21 Tăierea în unghi

[http://www.charmilles.ro/pages/eroziune.htm]

Firul nu va intra deloc în contact cu piesa. Firul (sârma) este confecționat din alamă sau cupru, cu un diametru între 0.02 și 0.3 mm. Mașinile de electroeroziune cu fir sun mașini care au capacitatea de a se mișca în 5 direcți adică în 5 axe (capul inferior: 2 axe, X și Y iar capul superior: 3 axe, U,V și Z). Piesa este fixă în timpul prelucării, solidară este masa mașini, care este decupată, ca o ramă, pentru a da posibilitatea firului să se deplaseze în conturul acesteia.

Fig. 4.22. Schema de prelucrare a mașini cu electro – eroziune cu fir

[http://www.charmilles.ro/pages/eroziune.htm]

La aceste mașini de prelucrare prin eletroeroziune cu fir, cu comandă numerică, de mare precizie, cu 5 axe, duza superioară a firului se poate mișca independent pe axele U și V paralele cu axele X și Y ale mesei, astfel se înclină firul de eroziune cu până la 30 de grade. Grosmiea maximă de material care poate fi prelucrat de aceste mașini este de 400 mm, având o precizie de poziționare de 0.005 mm dar și o acuratețe totală a tăierii determinată și de uzura firului de 0.015mm. Lichidul de racire este o soluție de rășină de deionizare dizolvată în apă rece.

Pe aceste mașini pentru început se face desenul CAD al piesi ce se dorește sa fie prelucrat acesta poate fi sub forma unui contur 2D sau 3D după care este încarcat în sistemul mașini – unelte CNC.

Capitolul 4 Tehnologia de execuție a unei roți cu dantură evolventică asimetrică pe mașina ONA AE 300

4.1 Elemente generale prvind programul folosit pentru execuția unei roți dințate cu dantură evolventică asimetrică:

Pentru obținerea acestiu angrenaj am folosit programul AutoLISP din AutoCAD, AutoCAD este probabil cel mai popular program de proiectare asistată de calculator [Pozdîrcă A, 2008], are foarte multe comenzi folosite pentru desenarea curbelor și a suprafețelor “primitive” cum sunt: cercu, dreapta,elipsa,cilindrul sau altele. Pentru realizarea crubelor și suprafețelor mai grele se scriu programe AutoLISP, fiind în legătură cu AutoCAD rezultatele obținute grafic sunt reprezentate direct în AutoCAD.

AutoLISP se poate accesa din editorul de desenare AutoCAD. Pentru parcurgerea acestui program este bine sa se foloseasca un program editor de texte, cu ajutorul caruia se pot crea fișiere program AutoLISP.

Utilizând AutoLISP, AutoCAD se va adapta cerințelor domeniului tehnic în care este folosit, sunt foarte multe aplicații proiectate de AutoCAD care folosec limbajul AutoLISP.

AutoLISP este o facilitate standard AutoCAD , suportând toate versiunile acestuia, fiind încărcat automat de AutoCAD, și operează din editorul de desenare al acestuia.

Fiind un limbaj de nivel înalt pentru AutoCAD, LISP-ul este un acronim pentru LISt Processing (procesare de liste), AutoLISP este dedicat exculsiv AutoCAD, fiind unul din cele mai vechii limbaje de programare. Prima implementare a LISP-ului datează din jurul anului 1960.

Pentru determinare unei expresii în AutoLISP acestea sunt formate dintr-o succesiune validă de caractere închise între paranteze rontunde. Prima paranteză este paranteză stânga, sau „(” – se mai numește și paranteză deschisă, iar cea de a doua paranteză este paranteză dereaptă „)” – sau paranteză închisă.

Pentru a fi determinată o expresie aceasta trebiue sa fie balastă cea ce înseamnă că: fiecare paranteză deschisă trebiue să fie și închisă, pentru a înțelege AutoLISP comanda cerută, acest lucru este cea mai des întâlintă gresală în AutoLISP.

AutoCAD, conține un instrument complex de editare și depanare a programelor AutoLISP, accesibil cu opțiunea de meniun ToolAutoLISPVisual LISP Editor.

O primă demonstrație de comnuicare între AutoLISP și AutoCAD este sintetizată de (Pozdîrcă A, 2010).

Command: (+ 2 3)

Fig.4.1. Diagrame de comunicare a AutoCAD-ului

cu AutoLISP-ul (Pozdîrcă A, 2010)

4.2 Programul scris în AutoLISP pentru execuția pinionului

(defun C:MDA1() ;MODELAREA DINTILOR CU PROFILE EVOLVENTICE ASIMETRICE roata 1

(setvar "cmdecho" 0)

(graphscr)

(command "UCS" "O" pause)

;PARAMETRII DE DEFINIRE AI CELOR DOUA PROFILE

(setq

;Parametrii de calcul ai angrenajului

O1 (list 0 0) ;centurl rotii dintate

z1 (getreal "\nnumarul de dinti, z1:= ")

z2 (getreal "\nnumarul de dinti, z2:= ")

a (getreal "\ndistanta axiala a:= ")

;Unghiurile de angrenare

alfaa (getreal "\nunghiul de angrenare pentru profilu activ, in radiani, alfaa:= ")

; alfaa (/ (* alfaag pi) 180)

alfai (getreal "\nunghiul de angrenare pentru profilul inactiv, in radiani, alfai:= (0.3491)")

; alfai (/ (* alfaig pi) 180)

;raza de racordare

rr (getreal "\nraza de racordare, rr:= ")

;unghiul de cremalierei pentru profilul activ

alfaac (getreal "\nunghiul pentru profilul activ al cremalierei, in radiani, alfaac:=")

; alfaac (/ (* alfaacg pi) 180)

;PARAMETRI CALCULATI AI ROTILOR DINTATE

;centrul rotii dintate conjugate

; O2 (list 0 a)

;coeficientul de asimetrie

k (/ (cos alfai) (cos alfaa))

;unghiul de angrenare pe profilul inactiv

alfaicmin (atan (sqrt (- (expt k 2) 1)))

alfaic (atan (/ (sqrt (- 1 (expt (* k (cos alfaac)) 2))) (* k (cos alfaac))))

;pasul pe cercul de rostogolire

pw (/ (* 2 pi a) (+ z1 z2))

;razele cercurilor de rostogolire

rw (/ (* z1 pw) (* 2 pi))

; rw2 (/ (* z2 pw) (* 2 pi))

;raza cercului de divizare

r1 (/ (* rw (cos alfaa)) (cos alfaac))

; r2 (/ (* rw2 (cos alfaac)) (cos alfaa))

;razele cercurilor de baza

rba (* r1 (cos alfaac))

rbi (* r1 (cos alfaic))

; rba2 (* r2 (cos alfaac))

; rbi2 (* r2 (cos alfaic))

;raza cercurilor de cap

alfaaa (getreal "\nunghiul de presiune pe cercul de cap profilul activ, in radiani, alfaaa:= ")

alfaia (atan (/ (sqrt (- 1 (expt (* k (cos alfaaa)) 2))) (* k (cos alfaaa))))

ra (/ rba (cos alfaaa))

; alfaaa2 (getreal "\nunghiul de presiune, in radiani, pe cercul de cap rota 2, alfaaa2:= ")

; alfaia2 (atan (/ (sqrt (-1 (expt (* k (cos alfaaa2)) 2))) (* k (cos alfaaa2))))

; ra2 (/ rba2 (cos alfaaa2))

;modulul rotilor

m (/ (* 2 r1) z1)

;pasul pe cercul de divizare

p (* pi m)

;jocurile la fund

ca (* rr (- 1 (sin alfaac)))

ci (* rr (- 1 (sin alfaic)))

;inaltimea profilului rectiliniu al piciorului dintelui la cremaliera

tgalfaac (/ (sin alfaac) (cos alfaac))

tgalfaic (/ (sin alfaic) (cos alfaic))

tgalfaa (/ (sin alfaa) (cos alfaa))

tgalfai (/ (sin alfai) (cos alfai))

tgalfaaa (/ (sin alfaaa) (cos alfaaa))

tgalfaia (/ (sin alfaia) (cos alfaia))

ctgalfas (/ (cos (/ (+ alfaac alfaic) 2)) (sin (/ (+ alfaac alfaic) 2)))

h0 (/ (* pi m) (* (+ tgalfaac tgalfaic) 2))

hfa (- (/ (* pi m) (* (+ tgalfaac tgalfaic) 2)) (* rr (cos alfaac) ctgalfas))

hfi (- (/ (* pi m) (* (+ tgalfaac tgalfaic) 2)) (* rr (cos alfaic) ctgalfas))

;se stabilesc deplasarile de profil ale dintilor

invalfaac (- tgalfaac alfaac)

invalfaic (- tgalfaic alfaic)

invalfaaa (- tgalfaaa alfaaa)

invalfaia (- tgalfaia alfaia)

invalfaa (- tgalfaa alfaa)

invalfai (- tgalfai alfai)

X (* (/ (* (+ z1 z2) m) (* 2 (+ tgalfaac tgalfaic)))

(- (+ invalfaa invalfai) (+ invalfaac invalfaic)))

x1 (getreal "\ndeplasarea de profil roata 1, x1:= (1.1000)")

; x2 (- X x1)

;grosimea dintelui pe cercul de divizare

s1 (+ (/ (* pi m) 2) (* x1 (+ tgalfaac tgalfaic)))

; s2 (+ (/ (* pi m) 2) (* x2 (+ tgalfaac tgalfaic)))

;distanta dintre polul angrenarii si centrul cercului de racordare

hfxa (- hfa x1)

hfxi (- hfi x1)

; hfxa2 (- hfa x2)

; hfxi2 (- hfi x2)

;razele cercurilor de racord

rua (sqrt (+ (expt (- r1 hfxa) 2)

(expt (/ (* hfxa (cos alfaac)) (sin alfaac)) 2)))

rui (sqrt (+ (expt (- r1 hfxi) 2)

(expt (/ (* hfxi (cos alfaic)) (sin alfaic)) 2)))

; rua2 (sqrt (+ (expt (- r2 hfxa2) 2)

; (expt (/ (* hfxa2 (cos alfaac)) (sin alfaac)) 2)))

; rui2 (sqrt (+ (expt (- r2 hfxi2) 2)

; (expt (/ (* hfxi2 (cos alfaic)) (sin alfaic)) 2)))

;raza cercului de fund

rf (- r1 (+ hfxa ca))

; rf2 (- r2 (+ hfxa2 ca))

;unghiurile de presiune pe cercurile de racordare

alfaau (atan (/ (sqrt (- 1 (expt (/ rba rua) 2))) (/ rba rua)))

alfaiu (atan (/ (sqrt (- 1 (expt (/ rbi rui) 2))) (/ rbi rui)))

;unghiul arcului dintelui de pe cercul de cap

tau (- (+ (/ s1 r1) invalfaac invalfaic) (+ invalfaaa invalfaia))

;numarul punctelor pentru generarea profilelor

npr (getreal "\nnumarul de puncete pt. racordare, npr:= ()")

npe (getreal "\nnumarul de puncete pt. evolventa, npe:= ()")

ta 1

qa 1

ti 1

qi 1

;punctul intial al profilului de racord pe cercul de fund

Ai (list 0 rf)

Aa (list 0 rf) )

;GENERATOAREA PROFILULUI DE RACORD LA PROFILUL INACTIV

(while ti

(setq

pasri (/ (* ti (- (/ pi 2) alfaic)) npr)

alfai (- (/ pi 2) pasri)

AAi (* (cos alfai) (+ (/ (- (+ hfxi ci) rr) (sin alfai)) rr))

BBi (- (+ hfxi ci (* rr (sin alfai))) (+ rr r1))

beti (/ (- (+ hfxi ci) rr) (* r1 (/ (sin alfai) (cos alfai))))

xGri ( + (* AAi (cos beti)) (* BBi (sin beti)))

yGri ( – (* AAi (sin beti)) (* BBi (cos beti)))

Gri (list xGri yGri)

roGri (sqrt ( + (expt xGri 2) (expt yGri 2)))

AAbi (* (cos alfaic) (+ (/ (- (+ hfxi ci) rr) (sin alfaic)) rr))

BBbi (- (+ hfxi ci (* rr (sin alfaic))) (+ rr r1))

bebi (/ (- (+ hfxi ci) rr) (* r1 (/ (sin alfaic) (cos alfaic))))

xBi ( + (* AAbi (cos bebi)) (* BBbi (sin bebi)))

yBI ( – (* AAbi (sin bebi)) (* BBbi (cos bebi)))

Bi (list xBi yBi)

roBi (sqrt (+ (expt xBi 2) (expt yBi 2))))

(command "PLINE" Ai Gri "")

(setq AiGri (SSGET "L"))

(setq

Ai Gri

ti (+ ti 1))

(if (> ti npr) (setq ti nil)))

; (command "PEDIT" AiGri "j" "all" "" "")

(command "REDRAW")

(setvar "cmdecho" 1)

(princ)

;GENERAREA PROFILULUI EVOLVETIC INACTIV

(setvar "cmdecho" 0)

(while qi

(setq

pasei (/ (* qi (- alfaia alfaiu)) npe)

fii (+ alfaiu pasei)

invalfaiu (- (/ (sin alfaiu) (cos alfaiu)) alfaiu)

invfii (- (/ (sin fii) (cos fii)) fii)

gamaiu (atan (/ xBi yBi))

gamai0 (- invalfaiu gamaiu)

gamai (- (/ pi 2) (- invfii gamai0))

roGei (/ rbi (cos fii))

Gei (polar (list 0 0) gamai roGei))

(command "PLINE" Bi Gei "")

(setq BiGei (SSGET "L"))

(setq

Bi Gei

qi (+ qi 1))

(if (> qi npe) (setq qi nil)))

(command "PEDIT" BiGei "j" "all" "" "")

(command "MIRROR" "all" "" "0,0" "0,1" "y" "")

;GENERAREA PROFILULUI DE RACORD LA PROFIL ACTIV

(while ta

(setq

pasra (/ (* ta (- (/ pi 2) alfaac)) npr)

alfaa (- (/ pi 2) pasra)

AAa (* (cos alfaa) (+ (/ (- (+ hfxa ca) rr) (sin alfaa)) rr))

BBa (- (+ hfxa ca (* rr (sin alfaa))) (+ rr r1))

beta (/ (- (+ hfxa ca) rr) (* r1 (/ (sin alfaa) (cos alfaa))))

xGra ( + (* AAa (cos beta)) (* BBa (sin beta)))

yGra ( – (* AAa (sin beta)) (* BBa (cos beta)))

Gra (list xGra yGra)

roGra (sqrt (+ (expt xGra 2) (expt yGra 2)))

AAb (* (cos alfaac) (+ (/ (- (+ hfxa ca) rr) (sin alfaac)) rr))

BBb (- (+ hfxa ca (* rr (sin alfaac))) (+ rr r1))

beb (/ (- (+ hfxa ca) rr) (* r1 (/ (sin alfaac) (cos alfaac))))

xBa ( + (* AAb (cos beb)) (* BBb (sin beb)))

yBa ( – (* AAb (sin beb)) (* BBb (cos beb)))

Ba (list xBa yBa)

roBa (sqrt (+ (expt xBa 2) (expt yBa 2))))

(command "PLINE" Aa Gra "")

(setq AaGra (SSGET "L"))

; (command "PEDIT" AaGra "w" 0.1 "")

(setq

Aa Gra

ta (+ ta 1))

(if (> ta npr) (setq ta nil)))

; (command "PEDIT" AaGra "j" "all" "" "")

(command "REDRAW")

(setvar "cmdecho" 1)

(princ)

;GENERAREA PROFILULUI EVOLVETIC ACTIV

(setvar "cmdecho" 0)

(while qa

(setq

pasea (/ (* qa (- alfaaa alfaau)) npe)

fia (+ alfaau pasea)

invalfaau (- (/ (sin alfaau) (cos alfaau)) alfaau)

invfia (- (/ (sin fia) (cos fia)) fia)

gamaau (atan (/ xBa yBa))

gamaa0 (- invalfaau gamaau)

gamaa (- (/ pi 2) (- invfia gamaa0))

gamacap (- (/ pi 2) (- invalfaaa (- invalfaau gamaau)))

roGea (/ rba (cos fia))

Gea (polar (list 0 0) gamaa roGea)

Gecap (polar (list 0 0) gamacap ra))

(command "PLINE" Ba Gea "")

(setq BaGea (SSGET "L"))

; (command "PEDIT" BaGea "w" 0.01 "")

(setq

Ba Gea

qa (+ qa 1))

(if (> qa npe) (setq qa nil)))

; (command "ARC" (list 0 ra) "c" "0,0" "a" (/ (* tau 180) pi))

(command "ARC" (polar (list 0 0) gamacap ra) "c" "0,0" "a" (/ (* tau -180) pi))

(command "PEDIT" BaGea "j" "all" "" "")

(command "ARRAY" "all" "" "p" "0,0" (fix z1) "" "")

(command "ROTATE" "all" "" "0,0" (+ 270 (* (/ 180 pi) (- (+ invalfaa gamaau) invalfaau))) "" "")

;cercurile caracteristice

(command "CIRCLE" O1 rf)

; (setq cfa (SSGET "L"))

; (command "CIRCLE" O1 ra)

; (setq caa (SSGET "L"))

(command "CIRCLE" O1 rua)

; (setq cua (SSGET "L"))

(command "CIRCLE" O1 rui)

; (setq cui (SSGET "L"))

(command "CIRCLE" O1 r1)

; (setq c1a (SSGET "L"))

(command "CIRCLE" O1 rw)

; (setq cwa (SSGET "L"))

(command "LINE" (list (* -1 ra) 0) (list ra 0) "")

(command "LINE" (list 0 (* -1 ra)) (list 0 ra) "")

(command "REDRAW")

(setvar "cmdecho" 1)

(princ)

)

După introducerea acestor date în AutoLISP și încărcarea acestui în AutoCAD am obținut următorul desen:

Fig.4.2. Pinion cu dantura evoventică asimetrică

4.3 Programul scris în AutoLISP pentru execuția roți:

(defun C:MDA2() ;MODELAREA DINTILOR CU PROFILURI EVOLVENTICE ASIMETRICE roata 2

(setvar "cmdecho" 0)

(graphscr)

(command "UCS" "O" pause)

;PARAMERTI DE DEFINIRE AI CELOR DOUA PROFILURI

(setq

;Parametrii de calcul ai angrenajului

; O1 (list 0 0) ; centrul rotii dintate

z1 (getreal "\nnumarul de dinti, z1:= (16)")

z2 (getreal "\nnumarul de dinti, z2:= (57)")

a (getreal "\ndistanta axiala a:= (120)")

;Unghiurile de angrenare

alfaa (getreal "\nunghiul de angrenare pentru profilul activ, in radiani, alfaa:= ")

; alfaa (/ (* alfaag pi) 180)

alfai (getreal "\nunghiul de angrenare pentru profilu inactiv, in radiani, alfai:= ")

; alfai (/ (* alfaig pi) 180)

;raza de racordare

rr (getreal "\nraza de racordare, rr:= ")

;unghiul de cremalierei pentru profilul activ

alfaac (getreal "\nunghiul pentru profilul activ al cremalierei, in radiani, alfaac:= ")

; alfaac (/ (* alfaacg pi) 180)

;PARAMETRII CALCULATI AI ROTILOR DINTATE

;centrul rotii dintate conjugate

O2 (list a 0)

;coeficientu de asimetrie

k (/ (cos alfai) (cos alfaa))

;unghiul de angrenare pe profilul inactiv

alfaicmin (atan (sqrt (- (expt k 2) 1)))

alfaic (atan (/ (sqrt (- 1 (expt (* k (cos alfaac)) 2))) (* k (cos alfaac))))

;pasul pe cercul de rostogolire

pw (/ (* 2 pi a) (+ z1 z2))

;razele cercurilor de rostogolire

; rw (/ (* z1 pw) (* 2 pi))

rw2 (/ (* z2 pw) (* 2 pi))

;raza cercului de divizare

; r1 (/ (* rw (cos alfaa)) (cos alfaac))

r2 (/ (* rw2 (cos alfaac)) (cos alfaa))

;razele cercurilor de baza

; rba (* r1 (cos alfaac))

; rbi (* r1 (cos alfaic))

rba2 (* r2 (cos alfaac))

rbi2 (* r2 (cos alfaic))

;raza cercurilor de cap

; alfaaa (getreal "\nunghiul de presiune pe cercul de cap profilul activ, in radiani, alfaaa:= ")

; alfaia (atan (/ (sqrt (- 1 (expt (* k (cos alfaaa)) 2))) (* k (cos alfaaa))))

; ra (/ rba (cos alfaaa))

alfaaa2 (getreal "\nunghiul de presiune, in radiani, pe cercul de cap rota 2, alfaaa2:=")

alfaia2 (atan (/ (sqrt (- 1 (expt (* k (cos alfaaa2)) 2))) (* k (cos alfaaa2))))

ra2 (/ rba2 (cos alfaaa2))

;modulul rotilor

m (/ (* 2 r2) z2)

;pasul pe cercul de divizare

p (* pi m)

;jocurile la fund

ca (* rr (- 1 (sin alfaac)))

ci (* rr (- 1 (sin alfaic)))

;inaltimea profilului rectiliniu al piciorului dintelui la cremaliera

tgalfaac (/ (sin alfaac) (cos alfaac))

tgalfaic (/ (sin alfaic) (cos alfaic))

tgalfaa (/ (sin alfaa) (cos alfaa))

tgalfai (/ (sin alfai) (cos alfai))

tgalfaaa2 (/ (sin alfaaa2) (cos alfaaa2))

tgalfaia2 (/ (sin alfaia2) (cos alfaia2))

ctgalfas (/ (cos (/ (+ alfaac alfaic) 2)) (sin (/ (+ alfaac alfaic) 2)))

h0 (/ (* pi m) (* (+ tgalfaac tgalfaic) 2))

hfa (- (/ (* pi m) (* (+ tgalfaac tgalfaic) 2)) (* rr (cos alfaac) ctgalfas))

hfi (- (/ (* pi m) (* (+ tgalfaac tgalfaic) 2)) (* rr (cos alfaic) ctgalfas))

;se stabilesc deplasarile de profil ale dintilor

invalfaac (- tgalfaac alfaac)

invalfaic (- tgalfaic alfaic)

invalfaaa2 (- tgalfaaa2 alfaaa2)

invalfaia2 (- tgalfaia2 alfaia2)

invalfaa (- tgalfaa alfaa)

invalfai (- tgalfai alfai)

X (* (/ (* (+ z1 z2) m) (* 2 (+ tgalfaac tgalfaic)))

(- (+ invalfaa invalfai) (+ invalfaac invalfaic)))

x1 (getreal "\ndeplasarea de profil roata 1, x1:= (1.1000)")

x2 (- X x1)

;grosimea dintelui pe cercul de divizare

; s1 (+ (/ (* pi m) 2) (* x1 (+ tgalfaac tgalfaic)))

s2 (+ (/ (* pi m) 2) (* x2 (+ tgalfaac tgalfaic)))

;distanta dintre polul angrenarii si centrul cercului de racordare

; hfxa (- hfa x1)

; hfxi (- hfi x1)

hfxa2 (- hfa x2)

hfxi2 (- hfi x2)

;razele cercurilor de racord

; rua (sqrt (+ (expt (- r1 hfxa) 2)

; (expt (/ (* hfxa (cos alfaac)) (sin alfaac)) 2)))

; rui (sqrt (+ (expt (- r1 hfxi) 2)

; (expt (/ (* hfxi (cos alfaic)) (sin alfaic)) 2)))

rua2 (sqrt (+ (expt (- r2 hfxa2) 2)

(expt (/ (* hfxa2 (cos alfaac)) (sin alfaac)) 2)))

rui2 (sqrt (+ (expt (- r2 hfxi2) 2)

(expt (/ (* hfxi2 (cos alfaic)) (sin alfaic)) 2)))

;raza cercului de fund

; rf (- r1 (+ hfxa ca))

rf2 (- r2 (+ hfxa2 ca))

;unghiurile de presiune pe cercurile de racordare

alfaau (atan (/ (sqrt (- 1 (expt (/ rba2 rua2) 2))) (/ rba2 rua2)))

alfaiu (atan (/ (sqrt (- 1 (expt (/ rbi2 rui2) 2))) (/ rbi2 rui2)))

;unghiul arcului dintelui de pe cercul de cap

tau (- (+ (/ s2 r2) invalfaac invalfaic) (+ invalfaaa2 invalfaia2))

;numarul punctelor pentru generarea profilelor

npr (getreal "\nnumarul de puncete pt. racordare, npr:= ")

npe (getreal "\nnumarul de puncete pt. evolventa, npe:= ")

ta 1

qa 1

ti 1

qi 1

;punctul intial al profilului de racord pe cercul de fund

Ai (list 0 rf2)

Aa (list 0 rf2) )

;GENERATOAREA PROFILULUI DE RACORD LA PROFILUL INACTIV

(while ti

(setq

pasri (/ (* ti (- (/ pi 2) alfaic)) npr)

alfai (- (/ pi 2) pasri)

AAi (* (cos alfai) (+ (/ (- (+ hfxi2 ci) rr) (sin alfai)) rr))

BBi (- (+ hfxi2 ci (* rr (sin alfai))) (+ rr r2))

beti (/ (- (+ hfxi2 ci) rr) (* r2 (/ (sin alfai) (cos alfai))))

xGri ( + (* AAi (cos beti)) (* BBi (sin beti)))

yGri ( – (* AAi (sin beti)) (* BBi (cos beti)))

Gri (list xGri yGri)

roGri (sqrt ( + (expt xGri 2) (expt yGri 2)))

AAbi (* (cos alfaic) (+ (/ (- (+ hfxi2 ci) rr) (sin alfaic)) rr))

BBbi (- (+ hfxi2 ci (* rr (sin alfaic))) (+ rr r2))

bebi (/ (- (+ hfxi2 ci) rr) (* r2 (/ (sin alfaic) (cos alfaic))))

xBi ( + (* AAbi (cos bebi)) (* BBbi (sin bebi)))

yBI ( – (* AAbi (sin bebi)) (* BBbi (cos bebi)))

Bi (list xBi yBi)

roBi (sqrt (+ (expt xBi 2) (expt yBi 2))))

(command "PLINE" Ai Gri "")

(setq AiGri (SSGET "L"))

(setq

Ai Gri

ti (+ ti 1))

(if (> ti npr) (setq ti nil)))

; (command "PEDIT" AiGri "j" "all" "" "")

(command "REDRAW")

(setvar "cmdecho" 1)

(princ)

;GENERAREA PROFILULUI EVOLVETIC INACTIV

(setvar "cmdecho" 0)

(while qi

(setq

pasei (/ (* qi (- alfaia2 alfaiu)) npe)

fii (+ alfaiu pasei)

invalfaiu (- (/ (sin alfaiu) (cos alfaiu)) alfaiu)

invfii (- (/ (sin fii) (cos fii)) fii)

gamaiu (atan (/ xBi yBi))

gamai0 (- invalfaiu gamaiu)

gamai (- (/ pi 2) (- invfii gamai0))

roGei (/ rbi2 (cos fii))

Gei (polar (list 0 0) gamai roGei))

(command "PLINE" Bi Gei "")

(setq BiGei (SSGET "L"))

(setq

Bi Gei

qi (+ qi 1))

(if (> qi npe) (setq qi nil)))

(command "PEDIT" BiGei "j" "all" "" "")

(command "MIRROR" "all" "" "0,0" "0,1" "y" "")

;GENERAREA PROFILULUI DE RACORD LA PROFIL ACTIV

(while ta

(setq

pasra (/ (* ta (- (/ pi 2) alfaac)) npr)

alfaa (- (/ pi 2) pasra)

AAa (* (cos alfaa) (+ (/ (- (+ hfxa2 ca) rr) (sin alfaa)) rr))

BBa (- (+ hfxa2 ca (* rr (sin alfaa))) (+ rr r2))

beta (/ (- (+ hfxa2 ca) rr) (* r2 (/ (sin alfaa) (cos alfaa))))

xGra ( + (* AAa (cos beta)) (* BBa (sin beta)))

yGra ( – (* AAa (sin beta)) (* BBa (cos beta)))

Gra (list xGra yGra)

roGra (sqrt (+ (expt xGra 2) (expt yGra 2)))

AAb (* (cos alfaac) (+ (/ (- (+ hfxa2 ca) rr) (sin alfaac)) rr))

BBb (- (+ hfxa2 ca (* rr (sin alfaac))) (+ rr r2))

beb (/ (- (+ hfxa2 ca) rr) (* r2 (/ (sin alfaac) (cos alfaac))))

xBa ( + (* AAb (cos beb)) (* BBb (sin beb)))

yBa ( – (* AAb (sin beb)) (* BBb (cos beb)))

Ba (list xBa yBa)

roBa (sqrt (+ (expt xBa 2) (expt yBa 2))))

(command "PLINE" Aa Gra "")

(setq AaGra (SSGET "L"))

; (command "PEDIT" AaGra "w" 0.1 "")

(setq

Aa Gra

ta (+ ta 1))

(if (> ta npr) (setq ta nil)))

; (command "PEDIT" AaGra "j" "all" "" "")

(command "REDRAW")

(setvar "cmdecho" 1)

(princ)

;GENERAREA PROFILULUI EVOLVENTIC ACTIV

(setvar "cmdecho" 0)

(while qa

(setq

pasea (/ (* qa (- alfaaa2 alfaau)) npe)

fia (+ alfaau pasea)

invalfaau (- (/ (sin alfaau) (cos alfaau)) alfaau)

invfia (- (/ (sin fia) (cos fia)) fia)

gamaau (atan (/ xBa yBa))

gamaa0 (- invalfaau gamaau)

gamaa (- (/ pi 2) (- invfia gamaa0))

gamacap (- (/ pi 2) (- invalfaaa2 (- invalfaau gamaau)))

roGea (/ rba2 (cos fia))

Gea (polar (list 0 0) gamaa roGea)

Gecap (polar (list 0 0) gamacap ra2))

(command "PLINE" Ba Gea "")

(setq BaGea (SSGET "L"))

; (command "PEDIT" BaGea "w" 0.01 "")

(setq

Ba Gea

qa (+ qa 1))

(if (> qa npe) (setq qa nil)) )

(command "ARC" (polar (list 0 0) gamacap ra2) "c" "0,0" "a" (/ (* tau -180) pi))

(command "PEDIT" BaGea "j" "all" "" "")

(command "ARRAY" "all" "" "p" "0,0" (fix z2) "" "")

(command "ROTATE" "all" "" "0,0" (+ 90 (* (/ 180 pi)

(- (+ invalfaa gamaau) invalfaau))) "" "")

(command "MOVE" "all" "" "0,0" (list a 0) "")

;cercurile caracteristice

(command "CIRCLE" O2 rf2)

; (setq cfa (SSGET "L"))

; (command "CIRCLE" O2 ra)

; (setq caa (SSGET "L"))

(command "CIRCLE" O2 rua2)

; (setq cua (SSGET "L"))

(command "CIRCLE" O2 rui2)

; (setq cui (SSGET "L"))

(command "CIRCLE" O2 r2)

; (setq c1a (SSGET "L"))

(command "CIRCLE" O2 rw2)

; (setq cwa (SSGET "L"))

(command "LINE" (list (- a ra2) 0) (list (+ a ra2) 0) "")

(command "LINE" (list a (* -1 ra2)) (list a ra2) "")

(command "REDRAW")

(setvar "cmdecho" 1)

(princ)

)

După introducerea acestor date în AutoLISP și încărcarea acestui în AutoCAD am obținut următorul desen:

Fig.4.3. Roată cu dantură evolventică asimetrică

4.4 Descrierea mașini ONA AE 300 folosită pentru execuția roți cu dantură evolventică asimetrică:

a. Principiul de funcționare a mașini ONA AE 300:

După obținera acestor desene pentru execuția lor acestea au fost încărcate în sistemul de comandă CNC a mașini de prelucrare prin electro – eroziune cu fir mașina ONA AE 300 care este în dotarea Universități “Petru Maior”. Principiul electro – eroziuni cu fir pentru acestă mașină este sintetizat de (Șoaită D, 1999): În cazul electrio-eroziunii cu fir (WEDM – wire EDM) electrodul este sub formă de fir (sârmă). Firul standard este din alamă și poate fi acoperit sau nu în funcție de aplicație. Firul trece printr-o serie de ghidaje care au rolul de poziționare. Scânteile sunt produse ca urmare a diferenței de potențial dintre fir și piesă. Firul este un consumabil și se derulează continuu.

Fig. 4.4. Prinicipiul electro – eroziunii cu electrod fir (Șoaită, D 1999)

Dielectricul folosit a fost apă deionizată acesta este introdusă în canalul dintre fir și piesă deoarece îmbunătațește scânteile, dar și pentru evacurarea materilaului despris și răcirea zonei de lucru.

b. Descriera mașinii ONA AE 300

Mașina folosită pentru acest angrenaj are precizie ridicată, pierdere minimă de material dar și prelucrare de materiale foarte dure, care nu pot fi prelucrate prin așchiere. Condiția cea mai importantă care trebuie sa fie îndeplnită pentru a se putea lucra pe acestă mașină este ca materialul ce urmează se fie prelucrat să fie bun conducător de electricitate. Acestă metodă este folosită mai mult pentru realizarea matrițelor, ștanțelor sau alte piese din materiale dure care au nevoie de precizie ridicată dar și cu serie mică de fabricație.

Mașina este dotată cu 5 axe din care 4 sunt în planul orizontal și anume (X, Y cu omologii U, V) dar și una verticală (Z).

În timpul tăieri veritcale axele U și V nu se vor mișca la fel ca aexle X și Y, iar axa Z fiind reglată în funcție de înălșimea piesei. Cel mai complecx mod de tăiere care poate fi folosit pe această mașină este cel în 4 axe (X, Y, U, V). Prin acest porocedeu se obțin piese înclinate , conice sau complexe.

Fig.4.5. Tăiere în 4 axe (Șoaită, D 1999)

c. Părțile componente

Mașina este compusă din mașina propiu – zisă, sistemul de redirecționare a dielectricului și dulapul electric care sunt prezentate în continuare în figura 5.13.

Fig.4.6. Parțile componete ale mașini ONA AE 300 (Șoaită, D 1999)

Batiul mașini, este fabricat din fontă care este turnată și pe urmă stablizată, mișcarea axelor se face cu ajutorul unor șuruburi care au o precizie înaltă fiind cu bile care sunt acționate de moatoare de curent continuu comandate de un CNC. Ghidajele sunt la fel cu bile, masa de lucru pe care are loc electro – eroziunea este din inox.

Masa are osibiliatea de a se adapta dispozitivelor necesare pentru fixarea piesei, sistemul de ghidare și de reglare a firului este alcătuit din role conducătoare și duze care au rol de ghidare.

d. Sistemul de pompare și recondiționare a dielectricului

Volumul necesar de dilectric este de 1050 litri. Acesta este recirculat prin sisteme de filtrare alcaătuite dintr-un bazin de decantare. Filturl mineral este capabil de a reține murdăria colectată de dielectric în procesul de lucru și asigură curățarea acestiua.

Deionizaera anionilor și cationilor se face cu ajutorul unui rezervor cu rășină de deionizare.

Fig. 4.7.. Sistemul de filtrare și deionizare a dielectricului (Șoaită, D 1999)

f. Dulapul electric este alcătuit din electronica de comandă CNC, calculatorul CNC dar și generatorul impulsurilor electrice necesare electro – eroziuni. În partea frontala este situat monitorul calculatorului CNC dar și panoul de comandă care este alcătuit din întrerupătoare de oprire și pornire, un buton pentru oprire în caz de urgențe, tastă, mouse, indicatoare lunimoase care indică funcționarea dar și indicatoare de tensiune a curentului dintre piesă și fir, necesare acestui fenomen de electro – eroziune.

4.4 Execuția uni prototip al roțiilor proiectate

Pentru obținerea acestui angrenaj desenele scrise în AutoLISP și rulate în AutoCAD, au fost introdu-se în sistemul CNC a mașini cu electro – eroziune a fost, prins semifabricatu (tablă de 3 mm) de masa mașini. Pe urma a fost ales un punct de zero al electrodului (fir) și a înceupt decuparea semifabricatului. Prima a fost realizată roata fiind mai are avănd 57 de dinți, și un diametru al cerului de cap de ø192.36 acesta a necesitat un timp de prelucrare mai îndelungat, apoi pinionul find mai mic având doar 16 dinți și un diametru al cercului de cap de 60.91 timpul de prelucrare a fost mai scurt.

5. Bibliografie

mada

Bibliografie

mada