soft for generate an evolventic profile (outline)

UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRA&OV
Catedra Design de Produs )i Robotic+
Simpozionul na!ional cu participare interna!ional(
PRoiectarea ASIstat( de Calculator
P R A S I C ' 02
Vol. I – Mecanisme )i Tribologie
7-8 Noiembrie Braov, România
ISBN 973-635-064-9
SOFT PENTRU GENERAREA PROFILURILOR ROILOR DINATE
CILINDRICE CU DANTUR EXTERIOAR IN EVOLVENT
Andreea DOBRA*, Adrian DOBRA**
*Universitatea "POLITEHNICA" din Timioara
**BARUM TECHNIK SRL Timioara
Abstract: The paper shows a soft (in Visual Basic medium and using a MANA geometrical interpreter) for
generate a profile of cylindrical teeth wheel with an evolventical profile. For use the program is it necessary
to know some geometrical elements for the wheel like: teeth’s number, normal module size of diameter and a
number of iteration for generate a profile. The program has two connections: with a geometrical interpreter
(MANA) to see a tool trajectory and with AutoCAD to view a frontal profile of the wheel. With MANA we can
obtained quickly a cod for CNC machining.
Cuvinte cheie: angrenare, generare profil, evolvent+
1. Introducere
Ro!ile din!ate cu profilul în evolvent( se
prelucreaz( de obicei pe maini unelte speciale, prin
copiere sau prin rulare. Pentru ob!inerea unor ro!i
din!ate de dimensiuni mici i eventual într-o serie
mare, metodele men!ionate devin prea costisitoare.
De aceea metodele de prelucrare a acestora este prin
injec!ie (cu matri!( de injec!ie) sau prin tan!are (cu
matri!( i poanson). Matri!a este elementul care
confer( piesei o calitate corespunz(toare cerin!elor.
O matri!( confec!ionat( neîngrijit nu va conduce la
ob!inerea de piese bune, niciodat(. Pentru ob!inerea
matri!ei se poate utiliza prelucrarea prin procedee
neconven!ionale, spre exemplu cu electrod filiform.
Lucrarea prezint( un program conceput de
autori, în mediul oferit de VISUAL BASIC, pentru
generarea profilurilor evolventice ale ro!ilor din!ate
cilindrice cu dantur( exterioar( i permite ob!inerea
codurilor fraz(-main( în vederea prelucr(rii
acestora pe maini unelte cu comand( numeric(.
2. No%iuni teoretice
Pentru trasarea profilelor în evolvent(, figura 1,
se determin( din calculul geometric al angrenajului
valorile urm(toarelor elemente: diametrul de cap
(d a1 ), diametrul de picior (d f1 ), modulul normal (m n ),
num(rul de din!i ai ro!ii (z 1 ) i deplasarea de profil
(x ns1 ).
Fig. 1

Pentru valorile ob!inute se determin(
coardele corespunz(toare grosimii dintelui
respectiv a golului pentru diferite diametre
cuprinse între diametrul de picior i cel de cap.
Se ob!ine astfel profilul unui dinte al ro!ii, figura
2.
-arcul de divizare frontal al golului dintre din!i:
e
t
= 2 x
t
tg
t m
t
(7)
2
-arcul de cap frontal al golului dintre din!i:
e
t
e
at
= d
a inv
t
+ inv
ta (8)
d
Cu ajutorul rela!iilor (1) - (8) se pot determina
m(rimile coardelor corespunz(toare valorilor d y i se
poate trasa profilul unui dinte.
3. Prezentarea programului
Fig. 2
Rela!iile de calcul pe baza c(rora se ob!in acestea
sunt prezentate succint în cele ce urmeaz(:
-arcul de divizare frontal al dintelui
s
t
= + 2 x
t
tg
t m
t
(1)
2
-arcul de cap frontal al dintelui
s
t
s
at
= d
a + inv
t
inv
ta
(2)
d
unde B ta este unghiul de presiune frontal la capul
dintelui i se determin( cu rela!ia (3)
Dup( efectuarea calculelor geometriei
angrenajului se impune trasarea profilului frontal al
ro!ii ce urmeaz( a fi prelucrat(. Pentru a eficientiza
calculul se poate (se recomand() utilizarea unui soft
adecvat [3].
In figura 3 este prezentat( fereastra activ( de
introducere a datelor. Elementele geometrice
necesare pentru rularea programului sunt:
• modulul normal (m n )
• num(rul de din!i (z 1 )
• diametrul de cap (d a1 )
• diametrul de picior (d f1
• deplasarea de profil (x 1 ).
ta
z m
t
cos
t
= arccos
(3)
d
a
-arcul frontal al dintelui pe cilindrul de diametru
oarecare d y
+ 2 x
n
tg
n
s
ty
= d
2
y
+ inv
t
inv
ty
z
(4)
unde d y este diametrul unui cilindru oarecare cuprins
între valorile (5), iar B ty este unghiul de presiune
frontal pe cilindrul de diametrul d y (6):
*
(
f
2 c
n
m
n
) d
y
d
a
d +

Fig. 3
Pe baza rela!iilor de calcul (1) - (8), cu o itera!ie
precizat( tot în fereastra activ( de lansare a
programului se determin( lungimile coardelor
corespunz(toare diametrelor d y , precizat în rela!ia
(5).
Din construc!ia profilului, rezult( por!iuni
neactive (la piciorul dintelui) care se traseaz( astfel
încât s( asigure ieirea liber( a din!ilor din
angrenare.
Interfa!a din figura 3 are butoane de comand(
care permit "navigarea" între vizualizarea fiierului
pentru procesarea geometric( (fig.4), generarea
profilului în MANA (fig.5, fig.6, fig.7) sau
vizualizarea profilului frontal al ro!ii în AUTOCAD
(fig.9, fig.10).
tehnologice postprocesorului care realizeaz(
programul pentru MUCN.
In figura 7, este prezentat modul de selectare a
fiierului ce urmeaz( a fi înc(rcat, în cazul de fa!(:
profil.d10.
In figura 8 este prezentat( o secven!( din timpul
rul(rii fiierului creat (din fig.4) i selectat (din
fig.7).
Figurile 9 i 10 sunt preluate din AUTOCAD
unde se pot înc(rca fiierele create cu ajutorul
interpretorului MANA.
4. Concluzii
Programul prezentat permite rularea, într-un
timp foarte scurt, a unui num(r mare de variante,
utilizatorul având posibilitatea de a vizualiza
traiectoria sculei de prelucrare. Pentru varianta
acceptat( se efectueaz( postprocesarea i se ob!ine
un fiier care con!ine codurile fraz(-main(. Acest
fiier se poate înc(rca în memoria MUCN i permite
lansarea în execu!ie a prelucr(rii.
Cu ajutorul acestui program s-au prelucrat repere
(la firma BARUM TECHNIK) pentru diveri
produc(tori.
Bibliografie
Fig. 4
MANA este un interpretor cu aplica!ie direct(
în programarea mainilor unelte cu comand(
numeric( (MUCN) în 2 axe sau 2 1/2 axe, care poate
fi instalat pe orice calculator compatibil IBM PC/AT
cu minimum 1M memorie i interfa!( grafic( VGA.
MANA are dou( module (fig.5): procesorul
geometric (fig.6) i postprocesarea. Procesorul
geometric permite efectuarea de calcule matematice
i geometrice i furnizeaz( informa!ii geometrice i
1. Handra-Luca, V. Introducere în teoria
mecanismelor, Vol.1, Editura Dacia, Cluj
Napoca, 1982.
2. R(dulescu, G., Gheorghiu, N.,a. Indrumar de
proiectare în construc.ia de ma/ini, vol.3,
Editura Tehnic(, Bucureti, 1986.
3. Dobra, A. Soft pentru calculul elementelor
geometrice ale angrenajului cilindric. Analele
Universit(!ii din Oradea, Fascicola Mecanic(,
ISSN 1222-5517, 2001, p. 61.
4. Artobolevski, I.I. Teoria mecanismelor /i a
ma/inilor (traducere din lb.rus+). Editura
Tehnic(, 1955.
5. * * * , STAS 12222-84 Calculul geometric /i
cinematic al angrenajelor cilindrice exterioare
cu danturi drepte.
6. * * * , STAS 12222-84 Calculul geometric /i
cinematic al angrenajelor cilindrice exterioare
cu danturi înclinate.
7. Schneider, D., An introductionto programming
using Visual Basic 6.0, Prentice Hall, 1998
8. Heyman, M.S., Bazele Visual Basic 4, Editura
TEORA, ISBN 973-601-548-3, 1996
9. MANA - Manual de utilizare, CEE Timioara,
1994

Fig. 5
Fig. 6

Fig. 7
Fig. 8

Fig. 9
Fig. 10