Angrenaje - generalitati

Angrenaje - generalitati

Angrenajele sunt cele mai folosite organe de masini ce asigura transmiterea miscarii de rotatie si momentului de torsiune intre doi arbori necoaxiali. Angrenajele sunt alcatuite din doua sau mai multe roti dintate aflate in angrenare. Elementul partii care asigura transmiterea miscarii si momentului de torsiune este dintele. Forma dintelui este definita prin linia flancului si prin profilul dintelui.Din motive cinematice, functionale, si tehnologice, la ora actuala profilul cel mai raspindit in realizarea rotilor dintate este cel evolventic. Din acest motiv masinile unelte ce prelucreza rotilor dintate sunt realizate pentru a fi capabile de a genera si aschia profilul evolventic in conditii de precizie de forma, dimensionala, si calitate de suprafata corespunzatoare.

Daca consideram doua curbe oarecare C₁si C₂ asfel incit curba C₂ sa se rostogoleasca fara alunecare pe curba C₁, care ramine fixa, un punct dat de pe curba C₂ descrie in acest caz o traiectorie numita ruleta. Curba fixa C₁ se numeste baza, iar curba C₂ care se rostogoleste se numeste rulanta.

Daca baza este o curba oarecare, iar rulanta o dreapta, atunci ruleta descrisa de un punct arbitrar fixat pe rulanta este o evolventa a bazei.

In practica danturarilor, pentru profilul dintelui, se foloseste evolventa cercului, care este ruleta descrisa de un punct al unei drepte care se rostogoleste fara alunecare pe un cerc. Cercul se numeste cerc de baza si dreapta, ca sa se rostogoleasca fara alunecare pe cerc, trebuie sa execute doua miscari:o miscare de translatie in lungul ei si o miscare de rotatie in jurul cercului fig. 1 cu conditia ca viteza in miscarea de translatie sa fie egala cu viteza tangentiala in miscarea de rotatie in jurul cercului.

Este de remarcat ca pozitia punctului P pe dreapta PK este fixata de segmentul PK care este tocmai raza de curbura a evolventei si ca urmare,tangenta la evolventa in acelasi punct se obtine ducind normala T pe dreapta PK.

Observindu-se ca generarea evolventei se realizeaza si la o alta distribuire a miscarilor intre dreapta si cerc, in practica prelucrarii pe masini unelte s-au impus doua metode de generare a evolventei;

fig. 1

a)   metoda de generare cu dreapta mobila- in cadrul careia deapta executa miscarea de translatie si cercul pe cea de rotatie;

b)   metoda de generare cu dreapta fixa- in cadrul careia ambele miscari sunt realizate de cerc.

La prelucrarea dupa aceasta schema, taisul atasat descrie evolventa normala ( cea care se utilizeaza in tehnica danturarilor) cu un singur punct, cel care se afla la intersectia dintre dreapta si tais. Celelalte puncte de pe tais descriu evolvente scurtate sau alungite, care nu prezinta avantajele evolventei normale. Totodata la aceasta schema de prelucrare pericolul aparitiei fenomenului de subtaiere este mult mai frecvent.

Observandu-se ca prelucrarea evolventei se poate realiza daca se considera o alta dreapta N-N (fig.2) care executa miscarea de translatie cu viteza v', dar care se rostogoleste pe un alt cerc, numit cerc de rostogolire. Taisul este atasat fata de aceasta, inclinat la unghiul a (unghiul de angrenare sau presiune). In acest caz taisul descrie evolvente normale cu o intreaga portiune , dupa cum se observa din fig.2, unde din triunghiul PP'R din descompunerea vectoriala a vectorilor v si v', rezulta o deplasare a punctului care aschiaza.

fig. 2

Evolventa se obtine ca infasuratoare a pozitiilor succesive ocupate de tais T in rostogolirea dreptei N pe cercul de rostogolire. Este evident ca pentru a ajunge in pozitiaT' se face translatia in lungul dreptei N cu viteza v'( fig. 2).Aceasta viteza din DPP'R este:

)

si este egala cu viteza tangentiala a punctului P pe cerc

)

deoarece din conditia de rostogolire fara alunecare.

Respectindu-se conditia de rostogolire fara alunecare a dreptei N pe cercul de rostogolire, punctul P de contact permanent al dreptei cu cercul se afla in pozitie fixa pe dreapta PK, dar puncul activ al sculei va fi mereu altul deoarece miscarea pe directia dreptei N poate fi descompusa intr-o miscare pe directia PK si alta in lungul dreptei T.

Considerand evolventa corespunzatoare celuilalt profil al dintelui, se poate atasa liniei de referinta N-N, un alt tais cu inclinare in sens invers. Limitand superior si inferior taisurile considerate si dispunand si altele paralele si situate la distante egale cu pasul rotii dintate se obtine cremaliera generatoare (fig.3). Cremaliera generatoare este acea cremaliera care asigura prelucrarea rotii dintate. Ea se deosebeste de cremaliera de referinta (cremaliera care defineste elemente geometrice ale rotii) prin faptul ca ceea ce este gol la una este dinte la cealalta si prin faptul ca dintele cremalierei generatoare este mai mare decat dintele cremalierei de referinta cu jocul la fund.

fig. 3

Aceasta trebuie dispusa pe o scula aschietoare si prin asigurarea rularii fara alunecare a dreptei NN' (linie de referinta a cremalierei generatoare) pe cercul de referinta se genereaza si aschiaza evolventa profilelor dintilor rotilor dintate.