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7/24/2019 Subsitema de Conversion Fernando
1/76
Universidad Nacional Experimental Politcnica
Antonio Jos De SucreAntonio Jos De SucreVicerrectorado Puerto Ordaz
Departamento de n!" #ec$nicaDepartamento de n!" #ec$nica
%$tedra& Pro'ecto de Dise(o #ec$nico%$tedra& Pro'ecto de Dise(o #ec$nico
Dise(o de una m$)uina paracon*ormaci+n de ado)uines de ado,e
por vi,ro compactaci+n-Su,".sistema de %onversi+n/
0ealizado Por&0ealizado Por&
1uintana 2ernando % 34"445"6781uintana 2ernando % 34"445"678
Puerto Ordaz9 Junio de 8664Puerto Ordaz9 Junio de 8664
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Clculo de la Potencia.
Basado en la potencia necesaria para compactar el adobe obtenemos:
RFT = mKgfmKgfT .1065.0014554.0324.7 ==
El radio que se utiliza para el clculo del momento es el radio de iro de lae!c"ntrica.
#ara una $elocidad de 4%5 r.p.m.
= TP WrpmmKgfP 63.516&.%4%5.1065.0 ==
#ara una $elocidad de 427.5 rpm.
= TP WrpmmKgfP 1&.446&.%5.427.1065.0 ==
'a potencia m!ima requerida por el motor es 516.63 (
HPW
HPWP 6%2&.0
7.745
163.516ma! ==
) #otencia m!ima requerida por el motor:
HPHPP
Ptrans
motor 76%7.0
%.0
6%2&.0ma!*+ma! ===
#or razones de seuridad, es con$eniente ma-orar la potencia a razn de un/actor de seuridad razonable +1,2* teniendo que:
HPHPPmotor %2364.02.176%7.0*+ma! ==
Seleccin del motor.
Es con$eniente seleccionar un motor con iual o ma-or potencia que la m!imarequerida calculada anteriormente.
e selecciono un motor aula de ardilla de 4 polos, 50 ertz, 3 /ases, 415, de laua de dinmica de maquinas de el pro/esor uan astillo.
ipo8otor
ama9o #otencia elocidadominal
orqueominal
iempode
;rranque
#eso;pro!imado
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motores se suministran con base /ia o sin base - /lec>a roscada +sentido de rotacin/io*.
Caja Reductora.
Esquema eneral de la caa.
abla de identi/icacin de elementos:
Especificacin Planetario?ueda olar 2
at"lites o #lanetas 3?ueda ;nular 5Brazo o #orta sat"lites 4@reno de la ?ueda ;nular @1
Cinemtica del tren planetario:
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Nuestro caso particular:ren planetario de una entrada con anillo anular /io a
tierra.
Clculo de 3 (Velocidad angular del planeta)
iclo1:
Punto de inculacin: C
amino1: istema de e/erencia m$il en ; solidario en ; a 2.
tC eRV 222 = +1*amino2: istema de e/erencia m$il en A solidario 3.
tDC eRVV 3333 2+=
03 =DV tC eRV 333 2= +2*
ualando +1* con +3*
=
3
223
2
1
R
R +3*
amos a e!presar todas las $elocidades anulares dependientes en /uncin delnCmero de dientes de los elementos la ecuacin +3* queda como siue:
=
3
223
2
1
Z
Z +4*
'a /iura representa el ciclocinemtico nCmero1 para calcular la$elocidad anular del planta
En esta ecuacin esta en /uncin de losradios - la $elocidad de entrada 2
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Clculo de 4 (Velocidad angular del !ra"o)
amino 1 : istema de re/erencia m$il en E solidario 4.
( 04 =EV ( ) tB eRRV 3244 += +5*
amino2: istema de re/erencia m$il en A solidario 3.
tDB eRVV 3333 += 03 =DV
tB eRV 333 = +6*
ualando +5* - +6*
+
=23
3
34RR
R +7*
omo -a >emos dic>o, e!presaremos la $elocidad anular del brazo 4 en
/uncin del nCmero de dientes de cada eslabn in$olucrado en la ecuacin +7*adicionalmente la e!presaremos en /uncin de la $elocidad anular de entrada.
+= 1
3
2
34R
R
+
=
3
2
3
4
1Z
Z
+&*
#ero de la ecuacin +4* tenemos que:
=
3
223
2
1
Z
Z 'ueo,
'a /iura representa el ciclocinemtico nCmero 2 usado paracalcular la $elocidad anular del
brazo
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+
=
3
23
2
24
1
1
2
1
Z
ZZ
Z
+
=23
2
242
1
ZZ
Z +%*
omo se puede obser$ar la ecuacin nCmero +%*, 4
esta en /uncin de 2
- de losnCmeros de dientes, a>ora la e!presaremos en /uncin de los radios - de 2
+
=
+
=23
3
3
2
2
23
3
342
1
RR
Rx
R
R
RR
R
+
=23
2
242
1
RR
R +10*
Calculo de las relaciones de transmisin.
?elacin de transmisin total del reductor para la $elocidad m!ima de/uncionamiento.
Wentrada
Wsalidai=
rpm
rpmi
1410
4%5= 351.0=i
?elacin de transmisin total del reductor para la $elocidad mnima de/uncionamiento.
Wentrada
Wsalidai=
rpm
rpmi
1410
5.427= 303.0=i
e utilizara 2 etapas para la caa reductora, una primera etapa en el planetario -
la seunda en un tren de enranae.
Primera etapa de reduccin: tren planetario
# continuacin se reali"aran los clculos de salida del los planetas $ el
!ra"o
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Ae un proceso iterati$o se obtu$ieron los nCmeros de dientes necesarios
#ara determinar los nCmeros de dientes, iteramos desde D2 14 +'mite prctico
del nCmero de dientes* >asta conseuir la cantidad de dientes que cumple con
ambas condiciones.
'os nCmeros de dientes del sol, planetas - del anillo anular seCn el Audle-
+8anual de enranaes p.73* para ensamblar un tren de enranae planetario es
necesario dos condiciones:
325 2ZZZ +=
enteroNmeroZZplanetas
=+F25
Estos /ueron los resultados:
Elemento % de dientesSol (&) 40Sat'lite()
17
ra"o (*) )))))
#nillo (+) 74
Estos resultados se obtu$ieron arantizando las condiciones antes descritas:
,) 325 2ZZZ +=
+= 1724074 x 7474
&)enteroNmero
ZZ
planetas
=+
F
25
=+3
40743&
#ara el nCmero de dientes - radios -a establecidos, se obtu$o la siuiente$elocidad de salida.
eniendo una $elocidad de entrada 2 1410 rpm, la $elocidad de salida ser
4 4%4.736& rpm.
on el nCmero de dientes obtenidos podemos determinar la relacin de
transmisin entre el planeta - el sol.
D2: F de dientes del solD3: F de dientes de un planetaD5: F de dientes del anillo anular
Fplanetas: F de planetas en el tren planetarioEn nuestro caso se uso Fplanetas 3
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Clculo geom'trico de los engranajes:
-imetro mnimo del eje a torsin:eCn AecGer p. 233
3min
.2,0adm
Td
=
'as norma aponesa B 1701)72, la polaca #)7&Hm)&&503, la so$i"tica IJ 13755)6&, la
norteamericana ;I8; 201.02)6& - la internacional J 57)74 toman como $alores de altura - nulo de/lanco de los dientes del per/il de re/erencia en las cremalleras bsicas, / &01 2a3 / , $ c3 / 0.&+.;unque estos $alores son los ms aceptados e!isten otras /ormas del per/il de re/erencia en lascremalleras bsicas. er /i. 1.
;ctualmente en las normas relati$as a enranaes, editadas por di/erentes pases, e!iste una marcadacoincidencia en los $alores de mdulo recomendados en la primera serie de pre/erencia. on ms/recuencia son empleados los mdulos recomendados en la norma internacional J 54)77: 1, ,.&+1 ,.+1 &1 &.+ 1 1 * 1 + 1 4 1 5 1 ,0 1 ,& 1 ,4 1 &0 1 &+mm.
Ecuaciones para el clculo geom'trico de las ruedas dentadas.
Ktilizando el decGer pina 233 se calcula el dimetro mnimo permitido para
el enranae
Aonde adm 60 Hmm2: coe/iciente de cara se asume 1.&
cmmxmmN
srad
W
d &23.01023.&1000H602.0
H65.147
&.1550
33
22min =
=
: orque a trasmitir)mm
adm : 60 Hmm2, seCn el AecGer en la tabla 72de la p. 233 para ees de enranaes
3
min
3min
2.0
2.0
adm
ee
adm
CP
T
=
=
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En $ista de que el dimetro primiti$o del enranae debe ser 1,2 a 2 $eces eldimetro mnimo del ee.
cmcmxdDp %&76.0&23.02,12.1min
===
'as ecuaciones /undamentales para el clculo eom"trico de ruedas dentadas,
tomando 1 para el pi9n - 2 para la rueda se muestran a continuacin:
8odulo +m*V
FP
C
pm == L
52.1M
60
MM PDV=
#ara calcular el modulo se utilizo el libro N8aquinas calculo del taller ;. '.asillasO paina 171 usando la siuiente ecuacin
Aonde:
: cara de seuridad#: presin o es/uerzo tanencial del diente
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#ara el $alor de # se utiliza la siuiente ecuacin sacado del mismo libroasillas en la misma pina
V
FP=
@: /uerza a transmitir.: $elocidad peri/"rica o lineal en el dimetro primiti$o
smV
V
DpV
72%1.0
60
141000%&76.0
60
=
=
=
KgP
Nsm
WP
%7.76
35.754H72%1.0
550
=
==
mmmmKg
Kg! 423.1
52.1H25
%7.762
=
=
#ara aplicaciones industriales se utiliza un 3m para aplicacionesindustriales.
#ara un $alor de mdulo normalizado de la tabla 124 del AecGer, m 3 mm, - 20Q: #ara transmisiones de ees paralelos de ruedas >elicoidales se utiliza 10Q+N8aquinas calculo del taller ;. '. asillasO*
N6
7tem Sm!olo 8ormula sol planeta
1 8dulo m 3 mm
2 8dulo normal cosn
f
!! = 3.04 mm
3 Cmero dedientes Z ) 40 17
4 #aso normal P P"# m %.424 mm
5 #aso trans$ersal Ptcos
nt
pP= %.56% mm
6 #aso del enrane Pe tne PP cos.= &.&55 mm
7Aimetroprimiti$o
DP DP" Z%m 120 mm 51 mm
&Aimetro del
crculo cabeza Da aPa &DD 2+= 126 mm 57 mm
% Aimetro delcrculo de pie Df fPf &DD 2= 11%.76 mm 4&.6 mm
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10
Aimetro delcrculo base
D' CosDD Pf = 112.76 mm 47.%2 mm
11
Aistancia ceroentre centros
a ( )212
ZZm
a += &5.5 mm
12
Rnulo deenranae /rontal
t
cos
nt
tgtg = 20.2&Q
13
;nc>o delenrane
'tP
tg'
.= L 1= 54.26 mm
a& altura de la cabeza, normalmente m
f& altura del pie, normalmente 1,2
eCn AecGer #. 45% nos dice que para conseuir una marc>a silenciosaeneralmente se elie de modo que 1=B . #ara as e$itar tambi"n que el empue a!ialsea demasiado rande.
?ecubrimiento del per/il:
e
'a'a
xP
a(enrrrr +=
2
2
2
2
2
1
2
1
3&.%&55.&
5.&5Q205.2&635.2&63 2222=
+=
(enx
;ceptable
e tiene que cumplir siempre que: 1,1
N6 7tem Sm!olo 8ormula planeta anillo1 8dulo m 3 mm
2 8dulo normal cosnf
!! = 3.04 mm
3Cmero de
dientes Z ) 17 )74
4 #aso normal P P"# m %.424 mm
5 #aso trans$ersal Ptcos
nt
pP = %.56% mm
6#aso delenrane
Pe tne PP cos.= &.&55 mm
7Aimetro
primiti$o
DP DP" Z%m 51 mm )222 mm
& Aimetro del Da aPa &DD 2+= 57 mm )216 mm
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crculo cabeza
%Aimetro delcrculo de pie
Df fPf &DD 2= 4&.6 mm )224.4mm
10Aimetro delcrculo base
D' CosDD P' = 47.%2 mm )20&.6mm
11Aistancia ceroentre centros
a ( )212
ZZm
a += 136.5 mm
12Rnulo deenranae
/rontalt
cos
nt
tgtg = 20.2&Q
13;nc>o delenrane
'tP
tg'
.= L 1= 54.26 mm
a& altura de la cabeza, normalmente m
f& altura del pie, normalmente 1,2
eCn AecGer #. 45% nos dice que para conseuir una marc>a silenciosaeneralmente se elie de modo que 1=B . #ara as e$itar tambi"n que el empue a!ialsea demasiado rande.
?ecubrimiento del per/il:
e
'a'a
xP
a(enrrrr =
22
22
21
21
27.5427.4
25.6&Q2075.125.5575.125.55 2222
=
= (en
x
;ceptable
e tiene que cumplir siempre que: 1,1
#ara la seunda etapa debemos de tomar en cuenta que para la $elocidad de
/uncionamiento alta +4%5 rpm* la relacin de transmisin es 1 - para la $elocidad
mnima de /uncionamiento +427.5* se tiene una relacin de transmisin es de 0.&, dic>a
etapa esta con/ormada por un cambio el cual produce el cambio de la $elocidad.
Calculo de la segunda etapa. Engranajes 2elicoidales.
Ktilizando el decGer pina 233 se calcula el dimetro mnimo permitido parael ee del enranae.
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e debe de tomar en cuanta que la potencia transmitida no es la misma a lasalida de la primera etapa, esta es a/ectada por la e/iciencia de la reduccin planetaria
%5.0= .
Aonde adm 60 Hmm2: coe/iciente de cara se asume 1.&
cmmmmN
srad
W
d 364.10136.01000H602.0
H&6.30
%5.0&.1550
3
22min =
=
En $ista de que el dimetro primiti$o del enranae debe ser 1,2 a 2 $eces el
dimetro mnimo del ee.
cmcmxdDp 636&.1364.12,12.1min
===
'as ecuaciones /undamentales para el clculo eom"trico de ruedas dentadas,
tomando 1 para el pi9n - 2 para la rueda se muestran a continuacin:
8odulo +m*V
FP
C
pm == L
52.1M
60
MM PDV=
#ara calcular el modulo se utilizo el libro N8aquinas calculo del taller ;. '.asillasO paina 171 usando la siuiente ecuacin
Aonde:
: cara de seuridad#: presin o es/uerzo tanencial del diente
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'os dientes para aceros al carbono 24)27 GHmmP.
e tomo un $alor de 25 GHmmP.
#ara el $alor de # se utiliza la siuiente ecuacin sacado del mismo libroasillas en la misma pina
V
FP=
@: /uerza a transmitir.: $elocidad peri/"rica o lineal en el dimetro primiti$o
sm
V
V
DpV
2525.0
60
73.2%401636&.0
60
=
=
=
KgP
Nsm
WP
15.211
306.206%H2525.0
5.522
=
==
mmmmKg
Kg! 3572.2
52.1H25
15.2112
=
=
El modulo normalizado es 2.3572 mm +AecGer*. e recomienda para utilidadindustrial un modulo 3m
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#ara un $alor de mdulo normalizado de la tabla 124 del AecGer, m 3 mm, - 20Q: #ara transmisiones de ees paralelos de ruedas >elicoidales se utiliza 10Q+N8aquinas calculo del taller ;. '. asillasO*
&.02
1 ==Z
Zi , para 1Z 30
2425&.012 === ZiZ
El nCmero de dientes del enranae & +pi9n* es de 24 dientes mientras que el delenranae % +corona* es de 30 dientes.
Ktilizaremos este tipo de con/iuracin de numero de dientes +par* debido a el/actor tama9o.
Calculo geom'trico de los engranajes:
N6 7tem Sm!olo 8ormula Engrane 5 Engrane 91 8dulo m 3 mm
28dulonormal cos
nf
!! = 3.046 mm
3Cmero de
dientes Z ) 32 40
4 #aso normal P P"#m %.424 mm
5 #asotrans$ersal Pt
cosn
t pP= %.56% mm
6#aso delenrane
Pe tne PP cos.= &.&55 mm
7Aimetroprimiti$o
DP DP" Z%m %6 mm 120 mm
&Aimetro delcrculo cabeza
Da aPa &DD 2+= 102 mm 126 mm
%Aimetro delcrculo de pie
Df fPf &DD 2= %3.6 mm 117.6 mm
10 Aimetro delcrculo base D' CosDD Pf = %0.21 mm 112.76 mm
11Aistancia ceroentre centros
a ( )212
ZZm
a += 10& mm
12Rnulo deenranae
/rontalt
cos
nt
tgtg = 20.2&Q
13;nc>o delenrane
' tP
tg'
.= L
1=
54.26& mm
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a& altura de la cabeza, normalmente m
f& altura del pie, normalmente 1,2
eCn AecGer #. 45% nos dice que para conseuir una marc>a silenciosa
eneralmente se elie de modo que 1=B . #ara as e$itar tambi"n que el empue a!ialsea demasiado rande.
?ecubrimiento del per/il:
e
'a'a
xP
a(enrrrr +=
2
2
2
2
2
1
2
1
%05.3
&55.&
10&Q204&604&60 2222=
+=
(enx
;ceptable
e tiene que cumplir siempre que: 1,1
e utiliza un procedimiento iterati$o para el clculo de los enranaes, partiendo
de la relacin de el numero de dientes de los enranaes, con el moti$o de encontrar una
con/iuracin que permita el enrane de los elementos en esta etapa. 'os enranaes 6 -
7 tendrn iual nCmero de dientes con el moti$o de obtener una relacin de transmisin
iual a 1. El nCmero de dientes de los enranaes 6 - 7 es 27.
N6 7tem Sm!olo 8ormula Engrane 4 Engrane 1 8dulo m 3 mm
28dulonormal cos
nf
!! = 3.046 mm
3 Cmero dedientes Z ) 36 36
4 #aso normal P P"# m %.424 mm
5#aso
trans$ersal Pt
cos
nt
pP= %.56% mm
6#aso delenrane
Pe tne PP cos.= &.&55 mm
7Aimetroprimiti$o
DP DP" Z%m 10& mm 10& mm
&Aimetro del
crculo cabeza
Da aPa &DD 2+= 114 mm 114 mm
% Aimetro del Df fPf &DD 2= 105.6 mm 105.6 mm
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crculo de pie
10Aimetro delcrculo base
D' CosDD Pf = 101.4& mm 101.4& mm
11Aistancia ceroentre centros a ( )212 ZZ
m
a += 10& mm
12Rnulo deenranae
/rontalt
cos
nt
tgtg = 20.2&Q
13;nc>o delenrane
' tP
tg'
.= L
1=54.26& mm
a& altura de la cabeza, normalmente m
f& altura del pie, normalmente 1,2
eCn AecGer #. 45% nos dice que para conseuir una marc>a silenciosaeneralmente se elie de modo que 1=B . #ara as e$itar tambi"n que el empue a!ialsea demasiado rande.
?ecubrimiento del per/il:
e
'a'a
x
P
a(enrrrr +=
2
2
2
2
2
1
2
1
171.4&55.&
&1Q205.405.405.405.40 2222=
+=
(enx
Calculo Resistio de los Engranajes:
Fuerza perifrica nominal
V
PFtm
1=
=tmF @uerza peri/"rica media transmitir en el crculo primiti$o ( )N =1P #otencia nominal a transmitir por la rueda peque9a ( )W
=V elocidad peri/"rica del crculo primiti$o
seg
m
WPP 15001 ==
( )( )seg
mrpmmmndVV &5%2%.&
1000
1
60
1410120
60
121 ==
==
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Nsegm
W
V
PFF tmtm 0&1.62
&5%2.&
550
1
121 ====
Fuerza especifica de servicio
t
tm K'
F) =
=) @uerza especi/ica de trabao en el crculo primiti$o ( )mm
N
=tmF @uerza peri/"rica nominal en el crculo primiti$o ( )N =' ;nc>o del los dientes ( )mm
=tK @actor de trabaoAondeKtes eleido de la tabla 125 del AecGer #. 465 00,121 == tt KK
( )mm
N
mm
NK
'
F)) t
t 144.100,126.54
0&1.621
121 ====
Fuerza especifica de la carga
*t K)) =
=t) @uerza especi/ica de cara en el crculo primiti$omm
N
=)@uerza especi/ica de trabao en el crculo primiti$o mm
N
K* @actor dinmico
@actor dinmico
VC)
CK f
+
*
++= 11
K* @actor dinmico.C+ Sndice de /uerza en relacin con la calidad del dentado, seCn tabla 130 +calidad
del dentado, tabla 12&, pina 471 del AecGer* mm
N
.Cf oe/iciente de cara, tabla 130 del AecGer pina 476.
=) @uerza especi/ica de trabao en el crculo primiti$omm
N
=V elocidad peri/"rica del crculo primiti$o
seg
m
eCn la tabla 12& del AecGer pina 471, para las $elocidades el tipo de/abricacin es desbastado - acabado en una pasada. eCn la norma A 3%63 con unerror correcti$o en la calidad de 7 a 6. e >izo la seleccin de 7 para el clculo.
eni"ndose con esto ( mmNCC ++ 2%21 == . ambi"n se procede a calcular el
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coe/iciente de cara para esa misma $elocidad con la /uerza espec/ica de trabao ms elndice de /uerza ) , C+- las $elocidades respecti$as, lo cual nos arroa un $alor de:
mmNC)C)++
14.302%1441.12211 =+=+=+ L 042,0=fC
( ) mmNK))) *tt H36.12&0.101441.121 ====
Resistencia del pie del diente
Fuerza perifrica especifica
ftFt K)) =
KF @actor de distribucin de la cara /rontal.)Ft @uerza peri/"rica determinante en el crculo primiti$o, por cada milmetro de
anc>o del dientemm
N
)t @uerza espec/ica de cara en el crculo primiti$o ( )mmN
#ara determinar FK se toma de la tabla 127 pinas 46& del AecGer con calidad 7, losdimetros primiti$os - el mdulo se obtiene entonces que:
mfPe 10=
Ae la tabla 131 pina 47& del AecGer para una relacin de apareamiento (to-(
contra -((t, se obtiene que: Pee ff 1= +error admisible de enrane*.
Ae la tabla 132 pina 47% del AecGer con:
Ktilizando mfe 10= - mmN'
Ft H144.1= , se tiene que:
11>.+ on esto - 3&.%21 = se obtiene entonces que: 1,1=FK
mmNK))) FtFtFt 5%6.13.21 ===
Esfuerzo de flexin
///m
)F
n
FtF =1
1
212
F
F
FF/
/ =
F Es/uerzo de /le!in en las secciones del pie del diente
mm
N
( )( ) &0.10&5%2.&042,01441.1
2%1111 11
1
1 =
++=
++= VC
)
CK f
+
*
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Ft) @uerza peri/"rica determinante en el crculo primiti$o, por cada milmetro de
anc>o del dientemm
N
nm 8dulo normal ( )mm
F/ @actor de /orma del diente, seCn tabla 133 pina 4&0 del AecGer se obtiene elnCmero de dientes equi$alentes, adems de tener un desplazamiento del per/il iual acero + 0=0 *
6170.40Q10
40===
CosCos
ZZ
n
45.21 =F/
/ @actor de inclinacin anular
/ @actor de cara parcial 1066,03&.%11
==
Ae la #. 47& de AecGer 10= Q se consiue el $alor de %2.0=/
;>ora sustitu-endo $alores tenemos que:
( )( )( ) 211
21 0&&%.1%2.05,045,23
5%6.13mmN//
m
)F
n
Ft
FF ====
Seguridad contra la rotura por fatiga
F
(RFD
F
/Z(
=
F( euridad contra la rotura por /atia en el pie del diente
FD ?esistencia a la /atia por /le!in del material de la rueda dentada, seCn tabla
134 pina 4&1 del AecGermm
N
RZ @actor de ruosidad para la calidad de la super/icie de los /lancos en el pie deldiente. En /lancos de dientes limpios o recti/icadoZR1 " ZR2 " 1
(/
@actor de entalladura. e supondr /( " 1eleccin del material de los enranaes:
Ae la tabla 134 de la pina 4&1 del AecGer se toma un acero para las ruedas dentadascon las siuientes especi/icaciones:
8aterial: ;cero para boni/icacin seCn A 17200: 42 r 8o 4 8aterial del nCcleo: 10 2&0 uper/icie de los /lancos: 10 2&0 ?esistencia a la presin de ertz + HD * 670 Hmm2 ?esistencia a la tensin en el pie del diente + FD * 2%0 Hmm2 ?esistencia esttica + B *: 1100 Hmm2
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ustitu-endo los $alores, tenemos que la seuridad contra la rotura por /atia es:
( )2&.266
0&%07.1
*1+12%0
1
111
@21 ==
==F
(RFD
F
/Z(
'as seuridades normales contra la rotura por /atia son F( 1,6 paraenranaes de marc>a permanente +que deben durar un tiempo inde/inido*L F( 1,4
para enranaes temporales +que deben durar un tiempo limitado en ser$icio*
Resistencia de los flancos
HtHt K)) =
=Ht) @uerza peri/"rica determinante en el crculo primiti$o por cada milmetro de
anc>o de los dientesmm
N
=t) @uerza de cara espec/ica en el crculo primiti$o mmN
=HK @actor de distribucin de la cara /rontal.
Ae la tabla 135 paina 4&4 del AecGer. on los $alores de , - .+ , adems desuponer 0= , se tiene que:
6.0
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eCn la tabla 136 74,1=HZ
eCn la tabla 137 2272 mmNZ!=1=Z
ustitu-endo se obtiene:
( )( ) ( )221
77.43%127274,1352%.2
1352%.2
60
%.30
mm
NHH =
+==
Seguridad contra formacin de picaduras
H
R.HDH
ZK(
..=
=H( euridad e!istente contra la /ormacin de picaduras en el pi9n o en la rueda=HD #resin de rodadura permanente en los /lancos de los dientes, seCn tabla 134pina 4&1 del AecGer
=R
Z @actores de ruosidad para la calidad de la super/icie de los /lancos de losdientes. En /lancos de dientes con acabado /ino 1=RZ
=.
K @actor del lubricante que, cuando la lubricacin es correcta 1=.K
ustitu-endo los $alores obtenidos, nos queda:
( ) ( )52,1
77.43%
11670===
H
Hadm
H(
L #cepta!le
'as seuridades que se toman eneralmente contra la /ormacin de picadurasson: en el caso de enranaes de marc>a permanente 25,1H( para 201>4 -
4,1H( para 2014 , porque, para 2014 , la presin de ertz puede llear a serma-or /uera del punto de rodadura que en "ste. En el caso de enranaes de marc>atemporal, es 1...4,0=H( .
'os clculos resisti$os de los enranaes se dan a conocer en las siuientes
tablas:
-escripcin Sm!olo ;nidad Planeta Solelocidad anular ( rpm 165&,&2 1410Aimetro primiti$o de la
rueda peque9ad m 0,051 0,12
#otencia nominal a
transmitir por la rueda
peque9a
#1 ( 550 550
@uerza peri/"rica nominal @t 62,0&17154 62,0&17154
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@uerza especi/ica de trabao = Hmm 1,14415251 1,14415251@actor de trabao o de los dientes b mm 54,26 54,26@uerza especi/ica de cara =t Hmm 12,3604%73 12,3604%73@actor dinmico
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presin de rodadura
permanente en los /lancos
ima
AHmm2 670 670
@actor de lubricante
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@actor de ruosidad Dr 1 1@actor de entalladura Vs 1 1@uerza peri/"rica especi/ica
en los /lancos(>t Hmm 30,%011%1% 30,%011%1%
@actor de distribucin de lacara /rontal
a 2,5 2,5
@actor de recubrimiento Dc 1 1presin de ertz ima Hmm2 40&,53146% 1%5,&0%662relacin entre el numero de
dientesu 4,352%411& 4,352%411&
@actor de /orma de los
/lancosD> 1,74 1,74
@actor de material Dm +Hmm2*W0,5 272 272@actor de recubrimiento De 1 1euridad contra la
/ormacin de picaduras> 1,64002054 3,4216%02
presin de rodadura
permanente en los /lancos
ima
AHmm2 670 670
@actor de lubricante
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ndice de /uerza q Hmm 37 37oe/iciente de cara / 0,042 0,042elocidad peri/"rica $ mHs 2,6&574756 2,6&574756@uerza peri/"rica
especi/ica
(/t Hmm &,%7%&7623 &,%7%&7623
/actor de distribucin
de cara /rontal
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@actor de material Dm +Hmm2*W0,5 272 272@actor de
recubrimientoDe 1 1
euridad contra la
/ormacin depicaduras
> 2,2&&4&02% 2,55&5%&75
presin de rodadura
permanente en los
/lancos
ima
AHmm2 670 670
@actor de lubricante
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@actor au!iliar T' U1 U1ara especi/ica @tHb 3,441%%244 3,441%%244Es/uerzos de /le!in
en el pie del dienteima @ Hmm2 1,66744705 1,66744705
8odulo normal 8n mm 3 3@actor de /orma de
dienteV/ 2,6 2,6
?ecubrimiento de
per/ilE 4,31 4,31
@actor de cara
parcialVe 0,23201&56 0,23201&56
@actor de inclinacin
anularVB 0,%2 0,%2
euridad contra larotura de /atia
/ 173,%1&566 173,%1&566
?esistencia a la /atia
por /le!in
ima
@AHmm 2%0 2%0
@actor de ruosidad Dr 1 1@actor de entalladura Vs 1 1@uerza peri/"rica
especi/ica en los
/lancos
(>t Hmm 20,4&50357 20,4&50357
@actor de distribucin
de la cara /rontala 2,5 2,5
@actor de
recubrimientoDc 1 1
presin de ertz ima
Hmm2 2%1,500722 2%1,500722
relacin entre el
numero de dientesu 1 1
@actor de /orma delos /lancos
D> 1,74 1,74
@actor de material Dm +Hmm2*W0,5 272 272@actor de
recubrimientoDe 1 1
euridad contra la
/ormacin de
picaduras
> 2,2%&45057 2,2%&45057
presin de rodadura
permanente en los
ima
A
Hmm2 670 670
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/lancos@actor de lubricante o del enrane.
3H7&50 m5g=
-escripcion -ensidad (
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-iagrama de cuerpo li!re del !ra"o:
Nm
W
P!
!6T6R
E7E 724.31 ==
NRR
!F
P.8NET8(6.
E7E
t 55.43*+
1 =+
=
#ara el dise9o del brazo, se considera la siuiente distribucin de es/uerzos sobreun ala del mismo:
?eacciones: N8F 99 1.&7:0 =
Aonde @t: 43.55
@t X @t &7.1
?2X ?3 0.0&55 m
E-: (: 3.07%5 G 30.17
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mN!! 88 .44705.70 ==
e requiere determinar el espesor del brazo +t*
== N8F xx 17.300
8omento m!imo 7.44705 .m@uerza cortante: &7.1
eCn Beer and o>nston p.44&
2MM6
1d'(=
El es/uerzo admisible seCn Beer and o>nston es iual a:
N
3ltadm
=
donde n: /actor de seuridadSeleccin del material:
e seleccionara un acero 1045 laminado simple cu-as caractersticas son :@luencia a la traccin 414& GHcm2 406M106 #a@luencia al corte: -s 0,65M406,106 GHcm2 263,%6M1006#aomando un /actor de seuridad 3
Paadm0610M%6,&7
3
%6,263==
3&
6 1046.&
10%6.&7
44705.7m
Pa
mN( =
=
b t: espesor buscadod: alto iual a 10 mm
adm
!(
ma!=
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2
6
1d'( =
2
6
d
('
= m
m
m'
5
2
3&
10076.5*01.0+
*1046.&+6
=
=
Aados estos resultados tan baos asumiremos t 10 mmeri/icacin por es/uerzo cortante:
2
33
ma!ma! H66.5&0666
*1010+*1010+
1.&7
3
2
3
2mN
mm
N
8
V=
==
ma! adm e puede aceptar 263,%3M 1006Hm2U 5&0666.66 Hm2
El es/uerzo cortante admisible es ma-or que el m!imo por lo tanto se acepta elmaterial - el espesor t 10 mm. ;>ora el ala del brazo esta sometido a es/uerzo decompresin por lo que es necesario comprobar el espesor t a dic>o es/uerzo.
i el es/uerzo de compresin admisible es ma-or que la que enera la cara a!ialE-se acepta el espesor, para tomar una decisin respecto a los es/uerzos de clculo, eles/uerzo m!imo de comprensin de este tipo de material se toma iual a la m!imaresistencia a la traccin.
PacmKg(9062 10M142,351H35&6 ==
Es/uerzo de compresin admisible:
N3lt
adm = omando 3 Pa
Pa
N
3lt
adm
66
1004.1173
10142.351 ===
compadmcomo e acepta#or Cltimo el brazo se debe $eri/icar a es/uerzos combinados:
( ) admcom' +=22 3
Pa46.301454= Pa66.5&0666= Pa61004.117 =admcom' Pa61004.11752.104%%50
e acepta
-ise>o del pasador o !uln:
8
Fcomp
=
2
24 H301700
101
17.30mN
m
Ncomp =
=
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El pasador del buln esta sometido a es/uerzo cortante o de cizalladura. #or lo tanto seprocede como siue:
8
F
N
(9corte M2
=
@ &7.1
= 2M4
d8
=
2
6
42
1.&7
3
102%6.2&%
d
N
A 7,5& ! 10)3mm.El pasador tambi"n esta sometido a es/uerzo de aplastamiento a causa del brazo
- el planeta:
El pasador esta sometido acorte doble
: /actor de ser$icio se tomo 3
eleccin del material: Ae la tabla ;)7 del @aires seselecciono un acero menos resistente que el del brazo -del planeta +;E?J 1020* - sus caractersticas son:- 2%52 GHcm2 2&%,2%6 M 1006#ault: 4007 GHcm2 3%2,6&6 M 1006#a
;plastamiento:d
F
N
(9
M10M10 03
=
( ) ( )md
mNm
Nd
FN
d
5
20603
03
10032.%
H10M2%6,2&%M10M10
1.&7M3
10M10
M
=
==
==
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Aespu"s de los resultados anteriores se tomara 4mm para el dimetro del pasador.
Calculo de ejes:
Es?uema de la caja reductora
alculo de las /uerzas radiales, /uerzas tanenciales - peso de los enranaes por etapas:
Etapa @
Eje ,:
Aomento en el eje ,
Nmrpm
W)
Pee
724%0.321410*550+60
2608
2
ee2 ===
;plastamientod
F
N
(9
M10M20 03
=
( ) ( )md
mNm
Nd
(
FNd
9
5
20603
03
106643.1
H10M2%6,2&%M10M26&.54
1.&7M3
M10M20
M
=
==
==
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8uer"a perif'rica:NFWt 76.1&6=
8uer"a aBial:NtgNtgFtgFF Wt)WtWa %3.32*10+76.1&6.. ===
8uer"a radial:NtgNtgFF )WtWr %7.67*20+.76.1&6. ===
; estas /uerzas radiales - a!iales debemos de sumarle la accin de la /uerzas dela polea conducida.
Eje *:
Aomento en el eje *
Nmrpm
W
)
P
ee
0&517.102736&.4%4
*500.522+60
2
608
2
ee2 =
==
8uer"a perif'rica:NF
Wt 3%3%.25%=
8uer"a aBial:NtgNtgFtgFF Wt)WtWa 30.34*10+54.1%4.. ===
8uer"a radial:NtgNtgFF )WtWr &06.70*20+.54.1%4. ===
Eje +:
Aomento en el eje +
Nmrpm
W)
Pee
67136.1125.427*522500+60
2608
2
ee2 === 8uer"a perif'rica:
NFWt 54.1%4=
8uer"a aBial:NtgNtgFtgFF Wt)WtWa 30.34*10+54.1%4.. ===
8uer"a radial:NtgNtgFF )WtWr &0.70*20+.54.1%4. ===
Aebemos de tomar en cuenta que el ee 5 tiene una parte ranurada debido a que
en este ee se encuentra el dispositi$o de cambio sincrnico, el cual ser calculado
posteriormente.
-iagrama tridimensional del eje ,:
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36/76
-iagrama de cuerpo li!re (plano D)
Aonde:
#a: es el peso del acople
#b: es el peso del sol X la /uera radial
;-: reaccin en el ee V del rodamiento ;
B-: reaccin en el ee V del rodamiento B
#a lo asumiremos como ,
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37/76
;- 0.23036
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38/76
Vma! 3.77 ! 10)7cm
#ara $eri/icar que el $alor de /lec>a ma!imo obtenido sea aceptable +AecGer #a. 240*./adm 00035,0
02%75.01077.3
02%75,0&500035,0
7
=
adm/
-iagrama de cuerpo li!re (plano DF)
Aonde:
@t Es la /uerza peri/erica del sol. alculada anteriormente +1&6.76*
;z: reaccin en el ee D del rodamiento ;
Bz: reaccin en el ee D del rodamiento B
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39/76
Calculo de las reacciones:
;z 16.315&57
7/24/2019 Subsitema de Conversion Fernando
40/76
-iagrama de flec2a
Vma! 2.277% ! 10)6
cm
#ara $eri/icar que el $alor de /lec>a ma!imo obtenido sea aceptable +AecGer #a. 240*
./adm
00035,0
02%75,010277%.2
02%75,0&500035,0
6
=
adm/
-iagrama de momento Gorsor
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41/76
-iagrama tridimensional del eje *:
-iagrama de cuerpo li!re (plano D)
Aonde:
#a: es el peso del brazo X el planeta.
#b: es el peso del enranae 6 - la /uerza radial que este eerce
#c: es el peso del enranae &.
;-: reaccin en el ee V del rodamiento ;
B-: reaccin en el ee V del rodamiento B
36
336
1055.&010,0010,00&55,0
6577.00671.0H7&501055.&.
mV
NKgmKgmVPBR8Z6
==
====
NKgPPlaneta 17%63%.3007%555.3 == .+alculado anteriormente*
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42/76
#a 0.6577
7/24/2019 Subsitema de Conversion Fernando
43/76
Vma! 2.2006 ! 10)&cm
#ara $eri/icar que el $alor de /lec>a ma!imo obtenido sea aceptable +AecGer #a. 240*
./adm 00035,0
017675.02006.2
017675,05.5000035,0
&
=
adm/
-iagrama de cuerpo li!re (plano DF)
Aonde:
@t. Es la /uerza peri/"rica calculada anteriormente. +26.46
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44/76
;z 20.7%6
7/24/2019 Subsitema de Conversion Fernando
45/76
Vma! &.01& ! 10)%cm
#ara $eri/icar que el $alor de /lec>a ma!imo obtenido sea aceptable +AecGer #a. 240*
./adm
00035,0
017675,01001&.&
017675.05.5000035,0
%
=
cm/adm
-iagrama de momento torsor
-iagrama tridimensional del eje +:
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46/76
-iagrama de cuerpo li!re (plano D)
Aonde:
#a: es el peso del enranae 7 - la /uerza radial que este eerce.
#b: es el peso del dispositi$o de cambio
#c: es el peso del enranae %
;-: reaccin en el ee V del rodamiento ;
B-: reaccin en el ee V del rodamiento B
#a 2.530055
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47/76
#c: 5.3111
7/24/2019 Subsitema de Conversion Fernando
48/76
-iagrama de flec2a
Vma! &.2% ! 10)&cm
#ara $eri/icar que el $alor de /lec>a ma!imo obtenido sea aceptable +AecGer #a. 240*
./adm 00035,0
013&25.02%2.&
013&25,05.3%00035,0
&
=
adm/
-iagrama de cuerpo li!re (plano DF)
Aonde:
@t. Es la /uerza peri/"rica calculada anteriormente. +26.46
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49/76
Calculo de las reacciones:
;z 20.76
7/24/2019 Subsitema de Conversion Fernando
50/76
-iagrama de flec2a
Vma! 5.63 ! 10)&cm
#ara $eri/icar que el $alor de /lec>a ma!imo obtenido sea aceptable +AecGer #a. 240*
./adm 00035,0
013&25,01063.5
013&25.05.3%00035,0
&
=
cm/adm
-iagrama de momento torsor
8aterial a emplear para el dise9o de los ees
Clculo a esttica: ;cero comercial ; 1045?esistencia a la traccin 406,7% 8#a8!ima resistencia 661,&% 8#a
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51/76
;plicando la teora del es/uerzo cortante m!imo:
( )Ns(!Pd!
d
9
TF ++22
364&4
#or un proceso iterati$o se consiui el dimetro deseado:
d 43mm e cumple que 160,64 8#a 162,71 8pa
Clculo a fatiga:Ktilizando la teora de es/uerzo cortante m!imo combinada con la lnea delJ'AE?BE??I, puede >allarse el resultado siuiente:
3
22
MMMMMM
M32
++
+=
Et
FT8FsTm
EF
F8FFm
F (!K!
(!K!
NsD
Aonde:
8;: 8omento /lector alternante 8;: 8omento orsor alternante E@: 'mite de resistencia a la /atia por /le!in E: 'mite de resistencia a la /atia por torsin
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El /actor de seuridad /ue calculado anteriormente, en el clculo a resistencia estticas 2,5
lculo de 'mite de resistencia a la /atia. Ae acuerdo a la teora delI'EV +dise9o en ineniera mecnica*
EDCB8EFEF KKKKK(( MMMMMY=
EDCB8ETET KKKKK(( MMMMMY=
!Pa!Pa( 3EF %45,330&%,661M5,0M5,0Y ===
:ET( M4,0Y = 0,4M661,&%8pa264,7568pa
Aeterminacin de cada una de los /actores +G* que modi/ican el lmite de resistencia a la/atia:
@actor de super/icie
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3
22
MMMMMM
M32
++
+=
Et
FT8FsTm
EF
F8FFm
F (!K!
(!K!
NsD
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E@Y EY E@ E 8@ 8 s -
3,31EX0& 2,65EX0& 3,32EX0& 2,66EX0& 27,34 11.670 2,5 0,034047&2
Calculo de Rodamientos:
Rodamientos del eje ,:
N88R Z/8 %1.15%22 =+=
NBBR Z/B &7.2%422 =+=
eCn A H J 2&1
Auracion en re$oluciones
p
P
C. *+10=
Aonde:
'10 : Auracion nominal +610 re$oluciones*
: apacidad de cara dinamica +
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N88R Z/8 44.23622 =+=
NBBR Z/B 5&.72122 =+=
NCCR Z/C 4%.24422
=+=
eCn A H J 2&1
Auracion en re$oluciones
p
P
C. *+10=
Aonde:
'10 : Auracion nominal +610 re$oluciones*
: apacidad de cara dinamica +
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eCn A H J 2&1
Auracion en re$oluciones
p
P
C. *+10=
Aonde:
'10 : Auracion nominal +610 re$oluciones*
: apacidad de cara dinamica +
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8aterial
Q ;
Estado 8a!ima resistencia ?esistencia de
/luencia en
traccion2H cmKg
;laramiento
en 5,0& cm +2
pul*
ma!
2H cmKg
ma!(2H cmKg
1045+
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ompresin:
cmcmcmcmKg
cmKg.c
3100%3.0
37.0H2&.2370
37%5%.04 =
=
Ksamos ' 10 mm
Para el eje *:
eleccionamos una c>a$eta con las siuientes dimensiones:
Aimetros del ee ;nc>o ;lto #ro/undidad de la
entalla del diente
#ro/undidad de la
ranura del cubod b > t
1t
+mm* +mm* +mm* +mm* +mm*22)30 & 7 4 d X 4
izalladura:
cmcmcmcmKg
cmKg.s
3100&04.0
54.1H14.11&5
02%5%.12 =
=
ompresin:
cmcmcmcmKg
cmKg.c
310137.0
5%.0H2&.2370
102%5%.04 =
=
Ksamos ' 10 mm
Para el eje +:
eleccionamos una c>a$eta con las siuientes dimensiones:
Aimetros del ee ;nc>o ;lto #ro/undidad de la
entalla del diente
#ro/undidad de la
ranura del cubod b > t
1t
+mm* +mm* +mm* +mm* +mm*30)3& 10 & 4.5 d X 5
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izalladura:
cmcmcmcmKg
cmKg.s
3100&3.06&.1H14.11&5
1%0&1.12 =
=
ompresin:
cmcmcmcmKg
cmKg.c
310143.0
61.1H2&.2370
1%0&1.14 =
=
Ksamos ' 10 mm
-@SEHI -EJ S@SGEA# -E C#A@I -E VEJIC@-#-ES
#ara realizar el cambio de $elocidades es necesario tener un dispositi$o Esto se
lorar por medio de una palanca de 2 posiciones, para las $elocidades de salida.
#ara el dimensionamiento se toma la teora del atlas de maquinas, #. 172
e asumen los siuientes datos:
Aimetro de la mani$ela : mm30 mmr 15=
#aso: 134mm
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( ) mmmmra 1125,1115.4
3
4
3===
mm8 1101=
( ) mmmma8R 121111101
=+=+=
#ara el estudio se tomara la palanca como una $ia empotrada con una cara en el
e!tremo que es iual a la /uerza ma!ima que puede aplicar una persona que es 30G
apro!imadamente.
060.senR/= mm/ 7%,104=
Clculo del eje de la palanca.
Ae la tabla de propiedades tipicas de materiales /errosos +abla ;.7 #a. 744 @aires*
8aterial
Q ;
Estado 8a!ima resistencia ?esistencia de
/luencia en traccion2
HcmKg
;laramiento
en 5,0& cm +2
pul*
ma!
2
H cmKg
ma!(2
H cmKg1020 'aminado
simple
4.56% 3.445 3.374 36
KgP5gxP 45305,1 ==
cm5gcm5g!xP!ff
.55,4&57%,10.45. ===
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Esfuer"o
4
!
;
C! fm
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mm. 56=
mml 25=
mmlt 20=
mmC &,1=
Seleccin del material:
Ae la tabla de propiedades tipicas de materiales /errosos +abla ;.7 #a. 744 @aires*
Aaterial
N6 #@S@
Estado AaBima resistencia Jimite de fatiga2
HcmKg
#largamiento
en +105 cm(& pulg)
ma!
2H cmKg
ma!(2H cmKg
C,0&0 'aminado
simple
4.56% 3.445 3.374 36
#ara calcular el momento torsor se utiliza la /uerza a!ial -a asumida para accionar la
palanca, que es apro!imadamente 150G.
RF! axT =
#ara calcular ? se tiene:
mmmm.R 2&60cos56cos === , asumiendo que el nulo de la palanca es
apro!imadamente60= .
Entonces:
cm5gcm5g!T
== &4&,230
El esfuer"o de torsin$endr dado:
( )2
33H3&,27
5,2
&41616cm5g
cm
cm5g
d
!( T
( =
=
=
El factor de seguridadser:
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23,1233&,27
3374 ===(
/
(
(N
'o que demuestra que el ee ser capaz de soportar el torque - no /allar.
-@AENS@IN#A@ENGI -EJ C#A@I S@NCRIN@CI
En el mecanismo de cambio sincrnico e!iste un bloque deslizante el cual se
permite el accionamiento de las ruedas mediante una palanca de cambio, como se
presenta en la /iura siuiente:
-@SEHI -E J# @EJ# -E CINE@LN CIN EJ JIM;E -ESJ@F#NGE -EJ
-@SIS@G@VI S@NCRIN@CI.
Seleccin del material:
Ae la tabla de propiedades tipicas de los metales /errosos /undidos +abla ;.6 #a. 737
@aires*
8aterial
Q ;8
8a!ima resistencia ?esistencia de
/luencia en traccion2H cmKg
@luencia en
traccion2H cmKg
ma!
2H cmKg
ma!(2HcmKg
;27)5&+t* 4.21& 4.21& 1.757 2.10%
2757.1 cm5g(/=
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cr8
F=
22 330010.30 cmmm8cr ===
25,43.5,1 cm8cr ==
2267,6
5,4
30cm
5g
cm
5g==
8actor de seguridad.
263
67,6
1757 ===
9(
N
-@SEHI -E J#S R#N;R#S -EJ EKE +
El ee 4 no constar de c>a$etas para la /iacin de los enranaes 6 - %, -a que estos
debern deslizarse a!ialmente sobre el ee para realizar el cambio de $elocidad.
En la tabla de dimensiones nominales de ranuras +abla 10.2 #a. 372 @aires*
Numero de ranuras -esli"antes !ajo carga2 d
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6 0,250A 0,100A 0,&00A
Ksaremos 6 ranuras
= mmd 60 Aimetro del ee 5
=== mmmmd
D 75&00,0
60
&00,0Aimetro e!terior
== mmmm& 5.775100,0 ;lto de las ranuras
== mmmmW 75.1&75250,0 ;nc>o de las ranuras
'a capacidad de momento torsional de clculo T! de la cone!in del ee
ranurado +con deslizamiento a!ial*, es
[ ]cm5gNr&.! TmT = 70
cm& 75.0=
=. 'onitud de contacto cmmm 20200 =
cmdD
rm 625.54
=+
=
=TN Cmero total de ranuras 6
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=70 #resin super/icial +normalizada* [ ]2H cm5g
( ) ( ) ( ) [ ]cm5g!T = 6625.5755.02070
cm5g!T = 75.35673
El par real transmitido al ee 5 el mas critico es de 11%0.&1 G ! cm
El /actor de seuridad ser:
%5.2%==Treal
T
!
!N
alor de /actor de seuridad aceptable
COJC;JI -E J# C#RC#S# -E J# C#K# RE-;CGIR#
#ara dimensionar la carcasa usaremos las siuientes ecuaciones en el ;tlas de 8quinas+#a. 144 ;tlas de maquinas*
?elacion de medidas de los elementos del cuerpo - tapas de un reductor en mm +abla 1
;tlas de 8aquinas*
Espesor de pared del cuerpo del reductor de una transmisin
3.025,0 += t
8
=t8 Aistancia entre centros mm5.136=
mmmm 41,635.136.025,0 =+=
Espesor de pared de la tapa del reductor
( ) mmmm8t 73,535.136.02,03.02,01 =+=+=
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Espesor del borde superior del cuerpo
( ) mmmm( 0275.1073,575.1.75.1 ===
Espesor del borde in/erior del cuerpo
( ) mmmmg 06.1541,635,2.35,2 ===
;nc>ura del borde
Ae la tabla de medidas de anc>ura del borde G distancias del ee de perno a la pared del
cuerpo , dimetros de aueros para pernos d, radio para cantos r +mm* +abla 5 ;tlas
de 8aquinas*
Entonces, para pernos de rosca 824 se tiene:
54=5
27=C
Espesor del borde de la tapa
( ) mmmm(( 54&,170275.10.75,1.75,15,11 ===
Aimetro del perno de /iacin 1d
Ae la tabla 6 +medida de los pernos de /iacin de los reductores en mm* para un
reductor con mm8T 5.136= se tiene que 241 !d = - deben usarse & pernos.
Aimetro de pernos /iadores de tapa - cuerpo
1&2475,075,0 12 !dd ===
15246,06,0 13 !dd ===
?adio para cantos
Ae la tabla 5 para pernos 824, el radio es: mmr &=
;nc>ura de super/icie de apo-o del borde in/erior
mm5m 615.63*41.6+5.1545.1 =+=+=
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Espesor del ner$io del cuerpo
( ) mmmme 04,53,6.&,0.1&,0 ===
ueo mnimo entre rueda - cuerpo( ) mmmma %3,63,6.1,1.1,1 ===
Aaterial de la carcasa
Ae la tabla de propiedades tipicas de los metales /errosos /undidos +abla ;.6 #a. 737
@aires*
ierro
fundido
nodular
Estado
AaBima resistencia Jimite de fatiga2H cmKg
8luencia en
traccion2H cmKg
ma!
2H cmKg
ma!(2H cmKg
,00D0D0 ratamiento
termico
7.734 7.734 3.0%3 5.624
C#P#C@-#- GQRA@C# -E J# C#RC#S#
El calor = que debe ser disipado en una caa de enranaes a la p"rdida debido al
rozamiento, la cual se toma a su $ez iual a la potencia de entrada en #, as tenemos:
( ) [ ]&orasKcalP= ent H5,6321 =
Aonde:
==alor que debe ser disipado por la cara.
= E/iciencia del reductor %6,0=
=entP #otencia de entrada 0.737 p
( )&oras
Kcal= 6461.1&5.632737.0%6.01 ==
Esta cantidad de calor que realmente disipa la caa por con$eccin - radiacin est dadapor +#a. 562 @aires*:
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[ ]minHcm5gT8&= caacrc =
eCn las normas ;I8;
7,1
25,57 C8m>n = , siendo la distancia total entre centros.
( ) 27.1min 40.4&3%6.1325.57 cmcm8 ==
Ael ra/ico de transmitancia +@i. ;@.21 #a. 77& @aires*
Ccmcm5g&cr= 2minH&,1
;>ora, la temperatura del luar de trabao se considerar como C45 , - la temperatura
m!ima de la caa reductora +aceite* ser de C&& ,
CT 4345&& ==
ustitu-endo los $alores se tiene:
minH54,034.35643%3,5%%.4min
&,1 22
cm5gCcmCcm
cm5g=
c =
=
=&
m
5g
5cal
cm
mcm5g=
c1
min60.
427
1.
100
1minH54,034.356
&orasKcal=c
H2&27,500=
#ara una e/iciente disipacin de calor se debe cumplir que ==c > , entonces tenemos
que se satis/ace tal condicin.
COJC;JI -E JIS PERNIS -E #NCJ#KE
'os pernos de anclae tienen un dimetro de 24mm, estn sometidos a es/uerzos de
traccin - su desinacin es:
6,124x! +e deben usar & pernos*
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on paso /ino, seCn K@:
Rrea de es/uerzo de tensin:2167mm8t=
Rrea del dimetro menor: 21 157mm8 =
Seleccin del material
Ae la tabla de propiedades tipicas de materiales /errosos +abla ;.7 #a. 744 @aires*
8aterial
Q ;
Estado 8a!ima resistencia ?esistencia de /luencia
en traccion2H cmKg
;laramiento
en 5,0& cm +2
pul*ma!
2H cmKgma!(
2H cmKg
3150
TT
1000
+53&Q*
10.616 7.%45 %.140 16
?esistencia a la traccin
t
T/T
8
F
N
(( ==
on 3=N L se tiene,
2H67,046.33
140.%cm5g
N
(( /T ===
Entonces:
5gcm5gcm(8F TtT %,0&7.5H67,046.367,122 ===
S@SGEA# -E J;R@C#C@LN -E J# C#K# RE-;CGIR#
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'os parmetros num"ricos que permiten determinar las condiciones de lubricacin del
reductor son la $elocidad peri/"rica del enranae de ma-or $elocidad de iro, en este
caso se toma la $elocidad del ee 1.
segmrpmmND
V p
H21.260
141003.0
60
1 =
=
=
eCn la tabla de lubricacin de ruedas dentadas de enranaes +abla 12% #a. 474
AecGer*
V (m=s) 1.6 4
(c(t) -esde &3 57asta 166 114
Gipo de lu!ricacin 'ubricacin por inmercion
SEJECC@LN -EJ #CIPJE:
Gor?ue para el dise>o (in Dl!s pulgadasDli!ras)/
P B 41000 B 8actor de sericio = RPA del acoplamiento
8actor de sericio para c2o?ue ligero / ,.+
0.PB4.000B,1+ = +0 rpm / 9&.54& inDl!s
orque ma!imo 3.7.m 3.7.mH%,&mHse2 0.377
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elecciono del cataloo de acoples ;coplamientos A un acoples /le!ible simple de
acero.
n/ormacin sobre medidas
Gipo -imetro interior maBimoAa + Ee de la caa* Ab +Ee del motor*
6;37 64 mm 46 mm
n/ormacin sobre rendimiento
Gipo AaB.
P=,00rpm
Gor?ue
nominal
continuo
(in.l!s)
Resistencia a
la torsin
in.l!s=deg
Velocidad
maBima
(RPA)
6;37 2,54 2.100 10.374 7.400
Calculo de la mesa para la caja
'a caa estarn colocados >orizontalmente sobre una 4 per/iles N'O soldadas entre si -
apernadas a la caa. Estos per/iles tendran soldadas 4 per/iles >uecos NJO que ser$irande patas para el soporte de la caa.
Calculo de las igas 2ori"ontales
;sumiremos que la $ia esta doblemente empotrada +#a. 726 @aires*
2.&. 0F.F!f +=
;l e$aluar esta ecuacin en Z'H2 que es donde se produce el ma-or momento queda:
&
..F!
f=
Aonde:
@ es el peso de la caa - todos sus componentes
' es la lonitud de la $ia.
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73/76
Calculo del Peso
C878P6.E8E7EE7EE7EE7E(R6D8!;ENT6Bra4o
(6.EN-R8N87EEN-R8N87EEN-R8N87EEN-R8N87EEN-R8N87EEN-R8N87E
PPPPPPPP
PPPPPPPF
++++++++
++++++=
4321
%&7654
N5gF 7274.104&013.107 ==
omo son 4 $ias di$idimos la /uerza entre 4
NN
F 1&.2624
7274.104&==
ias 1 - 2
cmN!f .65.16661&
1.1277274.104&
=
=
ias 3 - 4
cmN!f .637.5243&
407274.104& ==
omo todas las $ias deben tener las mismas dimensiones seleccionamos la $ia que
soporte la ma-or /uerza
i tomamos un acero #D cu-o2H400.2 cmKg
f=
- aplicamos la ecuacin de
resistencia a la /le!in.
3
MM
&27.20
400.2
365.16661cm
!W
W
!
f
f
0
0
f
f =
==
En el cataloo de per/iles normalizados ' buscamos un per/il con 3&27.20 cmW0 >
eleccionamos un '100.10
Perfil #la (mm) Espesor
(mm)
B
(cm)
-imetro agujero
(mm)
Peso
(Tg=m)
'100.10 100 10 24,6 25 1.5
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Calculo de las igas erticales
'as $ias $erticales soportan el peso de la caa
# 104&.7274
8omento /lector
KgcmcmNcmiN!f &%.17514%.0%6.41%4%*1.12740.+7274.104& ==+=
eleccionamos un per/il >ueco redondo 4.70
Perfil -imetro(mm)
Espesor(mm)
i(cm)
(cm)
#(cm&)
Peso(Tg=m)
4.70 70 4 2,34 12,% &,2% 6,51
Estudiaremos la $ia como libre en un e!tremo - empotrada en el otro
'p 2.' 2.23,65cm 47,3cm
Esbeltez
25021,2034,2H3,47H ora se busca un coe/iciente omea +=* para un acero ;)37
( 1,02
;plicando la ecuacin de es/uerzos para $ias sometidas a compresin - momento
/lector
22
32
H4&.517H35.5071
%,12
*.0%6.41%4%.+5,1*02,1+
2%,&
*7274.104&+5,1MM
cmKgcmNf
cm
cmN
cm
N
W
!
8
Pf
=
+=+
@actor de seuridad
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2400 H 174,%& *.4
alor aceptable
Calculo de la mesa para el motor
El motor se colocara en una planc>a unida a esta por 4 pernos. Esta planc>a tendr 4
per/iles >uecos redondos colocados $erticalmente soldados que ser$irn de patas para el
soporte de la caa.
'a planc>a ser cuadrada de 10mm de espesor - dimensiones de 40!45 cm de
acero ;)37.
Calculo de las igas erticales
'as $ias $erticales soportan el peso de la caa ms el peso de las $ias >orizontales
# #motor X #planc>a %
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Esbeltez
25054,3463,1H3,56H ora se busca un coe/iciente omea +=* para un acero ;)37
( 1,05
;plicando la ecuacin de es/uerzos para $ias sometidas a compresin - momento
/lector
2
32
H16.117
16,6
*.&0.45&.+5,1*05,1+7&,5
*20+5,1MM
cmKgf
cm
cmKg
cm
Kg
W
!
8
Pf
+=+
@actor de seuridad
2400 H 117.16 &0.*5
alor aceptable