5/20/2018 3

1/10

2.5. PRIMJER PRORAUNAVANJA REDUKTORA SA KONSTRUKTIVNIMRJEENJEM

Treba proraunati i konstruisati reduktor sa slijedeim karakteristikama:

Nominalna snaga Pn= 30 kWPrenosni odnos i= 20Ulazni broj obrtaja n1=1450 min

-1Reduktor mora biti saparalelnim vratilima i industrijskogtipa.

Zadatom prenosnom odnosu odgovara dvostepeni reduktor. Cijeli proraun bit e dat tabelarno,odnosno samo rezultati prorauna s obzirom na obim prorauna.[8]

Tablica 2.12. Usvojeni odnosno pretpostavljeni podaci.

Veliina odnosno pojamZupanik

1 2 3 4

Prenosni odnos i1-2 = 4 i3-4 = 5

Broj zubacaMaterijaldfo [ Mpa]K [ Mpa]Faktor pomjeranja xFaktor tanosti i finoe obrade aFaktor duine zupca Ugao nagiba zubaca

Obimna brzina v [m/s]

25.153117038+0,372510(lijevi)

101.5439200170

10 (desni)

3,5

23.432123045+0,553010(desni)

1

114.3230200340

10(lijevi)

Tablica 2.13. Izraunati podaci, odnosno podaci pronaeni u odgovarajuim tablicama

Tablica2.14.Optereenjevratila u[kN]

Mjesto na vratilu I A C E 1 2 3 4 B D G III

Veliina odnosno pojam Zupanik1 2 3 4

Prenosni odnos 04,202325114101

31

42 =

=

=

zz

zzi

zn=z/cos

Faktor oblika nFaktor radnih uslova kDoputeni napon dfStepen sprezanja 1, 2Faktor stepena sprezanja Normalni modul mnBoni modulDuina zubacaPrenikUgaoInvAlfa dsNaponFaktorDoputeni naponMeuosno rastojanje

PrenikKoefcijent izdrljivostiStepen sigurnosti

26 106

8,42 8,050,667113,3 125

0,805 0,921,382,252,286

5857,2 231

2017 (li jevi) 20170,01739

21 82,5 116,2

0,625106,2 125

144,6257,5 232,5

8,244,61 2,06

20,3 120

8,17 8,140,834192 165,5

0,77 0,91651,3533,066

7870,6 349,5

2017 (desni) 20170,018822133

153 1540,79165,5 159,5

216,9272,2 357,8

15,82,85 2,15

5/20/2018 3

2/10

silaFo

FrFaFHGFV

20,20,2

4,54

-4,5

-0,36

12,31

18,22

-7,4

6,882,641,312,6406,88

6,882,641,312,640,157,03

22,28,753,648,75022,2

22,28,753,648,750,3-21,9

0,1

-2,18

6,47

16,92

-66,98

-14,3

400,20,2

Napomenauz tablicu 2.14: Mjesto na vratilu pokazano je na slici 2.20.Tablica 2.15. Momenti koji optereuju vratila i odgovarajui prenici.

Vratilo Mjesto nabroj vratilu I A;C;E

1;2 3;4B;D;G III

Lijevo Desno Lijevo Desno

MHMVMfMt IMidra [cm]d [mm]

000197,81322,832

-17617,6177197,82233,3435

-22,6-318,3319197,83463,8645

14,6-318,3318,40318,43,8645

-------

-------

00000035

-------

MHMVMfMt IIMidra [cm]d [mm]

-------

00000050

-21,6738,674207425,3860

130,8738,67508009255,3860

308,61150118880013056,0268

44011501230012306,0268

00000050

-------

MHMVMfMt IIIMi

dra [cm]d [mm]

-----

--

00000

085

-----

--

-----

--

2514-10222708-2708

8,91100

3166-1022333039604260

8,91100

5000-37,5500039605650

9,8100

00039602648

7,685

Napomenauz tablicu 2.15; Mjesta na vratilima vide se iz slike 2.20. Podaci za momente dati su u [Nm].

Tablica 2.16. Rezultati prorauna i izbora leita.

PodatakMjesto na vratilu

A B C D E G

Fr [kN]Fa [kN]F [kN]d [mm]n [min-1]T [h]Leite

6,4

6,43514501200035KB03

2,181,313,713514506015035KB03

12,352,3310,38503592800050KB03

18,12

18,1250359880050KB03

19,653,6414,928572,59700085KB02

68,35

68,3510072,514,900100KB22

Napomenauz tablicu 2.16; Za leite na mjestu A usvojen je vijek leita T=12000 sati; izbor ostalih leita vren jena osnovu prenika vratila pa je potom proraunavan vijek leita.[8]

5/20/2018 3

3/10

Tablica 2.17. Specifikacija sa nazivom dijela, brojem komada i materijalom izrade

Pozicija Naziv dijela Broj komada Materijal

1 Donji dio kuice 1 SL 18

2 Gornji dio kuice 1 SL 183 Vratilo sa zupanikom 1 .15314 Vratilo sa zupanikom 1 .43215 Vratilo 2 .06456 Zupanik 1 .54397 Zupanik 1 .32308 Klin bez nagiba 1 .06459 Klin bez nagiba 1 .0645

10 Klin bez nagiba 1 .064511 Klin bez nagiba 1 .064512 Leite sa koninim valjcima 35KB03 213 Leite sa koninim valjcima 50KB03 214 Leite sa koninim valjcima 85KB02 115 Leite sa koninim valjcima 100KB022 116 Distantna aura 1 .0345

17 Distantna aura 1 .034518 Poklopac leita 1 SL 1819 Poklopac leita 1 SL 1820 Distantni prsten 1 .034521 Poklopac leita 1 SL 1822 Distantni prsten 1 .034523 Poklopac leita 1 SL 1824 Poklopac leita 1 SL 1825 Distantni prsten 1 .034526 Zaptiva (semering) 1 Guma27 Zaptiva 1 Guma28 Elastini podmeta 2 Tvrda hartija

29 Elastini podmeta 2 Tvrda hartija30 Elastini podmeta 2 Tvrda hartija31 Vijak sa navrtkom 8 . 3.6.32 Vijak sa navrtkom 4 . 3.6.33 Vijak 32 . 3.6.34 Elastina podloka 12 16 .213035 Elastina podloka 10 34 .213036 Poklopac kuice 1 SL 1837 Vijak 8 . 3.638 Zaptiva 1 Tvrda hartija39 Mjeranivoa ulja 1 .024540 Oduak 1 .024541 Zavrtanj zapua 1 . 3.6

42 Zavrtanj sa prstenastom glavom 2 . 4.643 Zavrtanj sa navrtkom 6 . 3.6

5/20/2018 3

4/10

Na slici je prikazana shema reduktora koji je proraunat. Pretpostavlja se da se na ulaznom iizlaznom vratilu umjesto spojnica nalaze kainici (najnepovoljniji sluaj), i da su sile od zatezanjakaieva u horizontalnoj ravni. Intenzitet optereenja na mjestima kainika uzet je da je 2 kN zaulazni i 40 kN za izlazni kainik.Na slici 2.20.dato je obiljeavanje karakteristinih mjesta na pojedinim vratilima i ova slika trebada poslui prilikom proraunavanja podataka sadranih u tablicama 2.12, 2.13, 2.14, i 2.15. Naslici 2.24. prikazan je sklopni crte reduktora dok je specifikacija dijelova sa nazivima, brojemkomada i materijalom data u tablici 2.17. [8]

Fa1

Fr1

Fo1

FBH

FBV

FDH

FDVFIII

GIII

FAH

FAVFr2

Fr3

Fo3

Fr4

Fo4Fa4

FI

GI

Fr2+G2

Fa2FCH

FCV

FEH

FEV

FGH

FGV

Fa3

Slika 2.19.Shema optereenja vratila

III4

3

1

2

E

C

AI

D

B

Slika 2.18. Shema reduktora

Slika 2.20. Obiljeevanje karakteristinih mjesta na vratilima

G

III

B

2

1

D

G

C

E

IA

4

3

5/20/2018 3

5/10

Mi

MH MH

MV MV

Mf Mf

Mt Mt

Mi

E 4 G III C 2 3 D I

Slika 2.21. Dijagram momenata vratila III Slika 2.22. Dijagram momenata vratila II Slika 2.2

5/20/2018 3

6/10

Slika 2.24. Sklopni crte

5/20/2018 3

7/10

3. 3

D GEOMETRIJSKO MODELIRANJE ZUPASTOGREDUKTORA KORITENJEM BAZE PODATAKA ELEMENATAREDUKTORA

3.1. GEOMETRIJSKO MODELIRANJE

U prvom redu geometrijsko modeliranje ovisi o mogunosti raunara da opie matematikigeometriju objekta. Za funkciju geometrijskog modeliranja potreban nam je raunar odreenihperfomansi kao i konstruktor za rad na ovakvoj vrsti softvera. Kod ovakvog modeliranjakonstruktor kreira prikaz objekta na grafikom terminalu unoenjem tri tipa naredbi:

S prvim tipom naredbi on generira osnovne geometrijske oblike kao to su take, linije ikrunice.

Drugi tip naredbi obuhvata povezivnje osnovnih elemenata u cilju formiranja zadanih

objekata. Trei tip naredbi slui za promjene i transformacije kako pojedinih elemenata tako i

ukupnog crtea.

Izrada grafikog modela omoguena je upotrebom osnovnih geometrijskih elemenata ioblika, takozvanih primitiva, koje konstruktor koristi tokom izrade crtea. Te elemente sastavlja umodel koji u osnovi ini matematiki zapis realnog predmeta. Korisnik moe veoma jednostavnoda izabere odreeni geometrijski element iz baze podataka te, na nekoliko razliitih naina,pozicionira na geometrijskom modelu. Postoji nekoliko razliitih naina za predstavljanje izadavanje osnovnih geometrijskih elemenata kao to su take, linije, krive i dr. CAD sistemiobuhvataju mogunosti korekcije i prilagoavanja geometrijskih modela kao na primjer, brisanje,umnoavanje i rotiranje pojedinih elemenata modela. Postupak modeliranja moe se podijeliti natri faze:

- definira se matematiki prostor modeliranja pridruujui realnim tijelimamatematike modele ( esto se zovu apstraktni modeli ili apstraktna tijela)

- matematikom se modelu pridruuje prikaz, odnosno simbolika struktura kojaopisuje matematiki model

- simbolikoj se strukturi pridruuje zapis. Argumenti zapisa su pojmovi koji opisuju realnotijelo.

3.1.1. Inenjerska analizaPri inenjerskom projektiranju i konstruisanju upotrebljava se vie tipova inenjerskih

analiza:- izraunavanje deformacija i napona,- analiza toplotnih pojava i prenosa toplote,- rjeavanje diferencijalnih jednadbi, koje opisuju dinamiko ponaanje sistema.

Za ove analize upotrebljavaju se neka standardna ali i specijalna programska rijeenja i metode.Neka od standardnih rjeenja su:

- analiza dijelovanja masa- metoda konanih elemenata (MKE)

- analiza sastava ili montae proizvoda- analiza izrade.

3.1.2. Evaluacija i ispitivanje konstrukcija

5/20/2018 3

8/10

Jedna od velikih prednosti ovih sistema jeste mogunost testiranja crtea odnosnokonstrukcije na samom raunaru gdje korisnik uoava greke pri crtanju i na vrijeme ih otklanja.Tuje ukljuen i proces ispitivanja mogueg sudara prilikom upotrebe sa ostalim komponentamaunutar odreene strukture. Jedan od naina ispitivanja konstrukcije jeste kinematika. Raspoloivikinematski modeli omoguavaju simulaciju kretanja konstruisanih mehanizama.Taj postupakolakava konstruktoru vizualizaciju kretanja i pomae pri spreavanju neeljenog sudara saostalim komponentama.

3.1.3. Automatsko crtanje

Automatsko crtanje podrazumjeva izradu inenjerskih crtea pomou gotovih CAD modelakao i upotrebom standardnih elemenata iz baze podataka. Ovakvi modeli obuhvatajudimenzionisanje, crtanje u razmjeri, rafiranje, mogunost prikaza crtea u vie pogleda, stvaranjeliste dijelova itd. Takav oblik izrade inenjerskih crtea u velikoj mjeri poveava produktivnostinenjera (do nekoliko puta) jer dovodi do znatnog skraenja potrebnog vremena izrade crtea.Najvei stepen automatizacije postie se pri rafiranju i kotiranju. Razliiti oblici rafura standardnasu opcija ovih sistema. Neki sistemi omoguuju dimenzionisanje u skladu s razliitim standardima

(ISO, ANSI, JIS). Kote mogu biti asocijativne, to znai da promjena veliina kotiranoggeometrijskog objekta automatski uzrokuje i promjenu vrijednosti kote, to smanjuje mogunostpogreaka pri izmjenama. Kvalitetniji sistemi omoguavaju oznaavanje tolerancija mjera i oblika uskladu s navedenim standardima i analizu tolerancija. Za potrebe ovakvog crtanja koriste sespecijalizirani grafiki softveri za CAD sisteme to ukljuuje i odgovarajui hardver.

3.1.4. CADD danas i sutra

Computer aided design and drafting (CADD) izmijenio je radikalno naine rada u projektnimbiroima: projektant radi na raunaru timski, od skice do projekta. Paralelno s crtanjem pojedinogelementa softverski paket automatski radi trokovnik, dokaznicu mjera i sl. U traenju optimalnogrjeenja mogunosti su brze i neograniene. Brzina je najizraenija kod ponavljanja slinih,rutinskih poslova. Meutim, kod osnovnog crtanja ovjek za kompjuterom nije bri od tehniara zacrtaim stolom (premda korisnik dobro poznaje softver s kojim radi).

CAD/CAM programski paketi pokazali su manjkavosti koncepta priuenosti, samokolovanja.Programiranje u podrujima primjene kompjutorske grafike, podruje je u koje je teko ozbiljnijeui bez znaajnijih teorijskih znanja. Za solidniju uporabu novih programa s boljim mogunostimamodeliranja, (npr. SWISS PRECISION/ENGINEER za inenjering i konstrukcija strojeva, alata i

naprava, kalupa i precizne mehanike) potrebno je pohaati ozbiljniji vid kolovanja.[7]

3.2. NAIN MODELIRANJA SASTAVNIH DIJELOVA REDUKTORA

U cilju odreenja naina modeliranja provedena je analiza sastavnih dijelova reduktora.

Kako se u ovom sluaju radi o konstruktivno oformljenom reduktoru za koga postoji 2D raunarskimodel, moe se odmah pristupiti analizi geometrije dijelova. Raspoloivi 2D raunarski model uizvjesnoj mjeri olakava zadatak jer slui kao podloga na osnovu koje e se izvriti kreiranje 3Dmodela.

5/20/2018 3

9/10

S obzirom da je u sastavu programa Mechanical Desktop 6 (MDT6), dostupna bazaelemenata 3D modela razliitih normiranih mainskih elemenata, odreeni dijelovi su preuzeti ikonvertirani u modele tijela (volumenske). Prema nainu geometrijskog modeliranja nenormiranise dijelovi mogu svrstati u 3 grupe:

1. Sloeni modeli tijela koje je mogue formirati kombiniranjem CSG operacija, B-REPoperacija i naredbi za doraivanje (zaobljenja, skoenja) i ureivanje (paleta Solid Editing) (gornje

i donje kuite)

2. Veinom rotacijski dijelovi koji se mogu modelirati upotrebom naredbe REVOLVE inaknadnom doradom Boolovim operacijama, te izradom skoenja i zaobljenja (poklopci, vratila iodstojni prsten)

3. Dijelovi koji se zbog specifinosti geometrije ne mogu u cijelosti izvesti metodamamodeliranja tijela nego iskljuivo u kombinaciji s drugim software-om, u ovom sluaju to jeAutodeskov 3D Studio Max R7, a njegova upotreba odnosi se na modeliranje kosih zubazupanika, s obzirom da se u Mechanical Desktopu to ne moe ispravno izvesti u 3D. [6]

3.2.1. Modeliranje kuita reduktora

Gornje i donje kuite se sastoje od entiteta (samostalne gradbene cjeline koje saaspekta konstruktivne geometrije tijela predstavljaju operande) ija geometrija omoguujeprimjenu tehnika modeliranja tijela u AutoCAD-u, te e oni koritenjem Boolovih operacija bitijedinstveni modeli tijela, to je bitno zbog mogunosti naknadnog eventualnog izvoenja presjekakuita.[6]

Entiteti su nakon objedinjavanja doraeni izvoenjem skoenja i zaobljenja. Uvrti i provrti snavojem dobiveni su primjenom Boolove operacije oduzimanja vijaka preuzetih iz knjinicenormiranih dijelova programa MDT6. Na sl.3.1.a. je solid prikaz modela tijela kuita, a na sl.3.1. b. iani prikaz modela tijela kuita.

5/20/2018 3

10/10

a) b)

Slika 3.1. a) Solid prikaz modela tijela kuita, b) iani prikaz modela tijela kuita

a) b)

Slika 3.2. a) Donji dio kuita b) Gornji dio kuita