Tren de engranes Mecanismos

Universidad Politécnica

Tren de Engranaje

Asignatura: Mecanismos

Contenido

Sistemas de engranajes 3

Problemática 3

Justificación 4

Objetivo general. 5

Objetivos específicos. 5

Marco teórico 6

Engranes 6

Engranajes cilíndricos de dientes rectos. 7

Nomenclatura 7

CONSTRUCCION DE ENGRANAJES RECTOS 12

Procedimientos de Reproducción 12

Procedimientos de Generación 13

Razón de contacto 14

Interferencia 16

Parámetros de entrada 17

Desarrollo 22

Diseño del tren de engranes 22

Cálculos 23

Conclusiones 25

Bibliografías 26

Sistemas de engranajes

Problemática

Un sistema de engranes es elemental para el movimiento de un vehículo ya que muchos, de los sistemas que este utiliza es por medio del movimiento originado por engranes, por eso la importancia de saber cómo funcionan estos sistemas, así como saber obtener los cálculos correctos de dicho sistema para su buen funcionamiento.

Es importante conocer que los engranes tiene ciertos pasos diametrales que permiten que estos embonen con otros engranes y así poder hacer funcionar todo un sistema.

S e debe de conocer la base de un engrane para poder hacer funcionar todo un sistema que puede ser útil para una dirección, transmisión, diferencial, distribución o sincronización de tiempo de encendido etc.

Justificación

Se busca demostrar el funcionamiento de un sistema de engranes, realizando el diseño en un software de sistema de engranes, obteniendo sus ecuaciones para conocer parámetros, diámetros de paso y diámetros circulares etc,con el fin de que el funcionamiento del él sea óptimo.

Se realizara el diseño en software para posteriormente ser maquinado de forma correcta.

Objetivo general.

Diseñar un tren de engranes en un software.

Objetivos específicos.

Diseñar en el software solidWords un sistema reductor de engranes de 27:1.

Calcular sus ecuaciones de cada engrane que conforma el sistema.

Maquinar el tren de engrane realizado.

Marco teórico

Engranes

Los engranajes tienen la función de transmitir una rotación entre dos ejes con una relación de velocidades angulares constante. Así, se habla de "Par de Engranajes, Ruedas Dentadas o Engrane" para referirse al acoplamiento que se utiliza para transmitir potencia mecánica entre dos ejes mediante contacto directo entre dos cuerpos sólidos unidos rígidamente a cada uno de los ejes.

Se denomina "Relación de Transmisión" al cociente entre la velocidad angular de salida ω2 (velocidad de la rueda conducida) y la de entrada ω1 (velocidad de la rueda conductora): i = ω2/ω1. Dicha relación puede tener signo positivo -si los ejes giran en el mismo sentido- o signo negativo -si los giros son de sentido contrario-. Del mismo modo, si la relación de transmisión es mayor que 1 (i >1) se supondrá el empleo de un mecanismo multiplicador, y si es menor que 1 (i<1) -que suele resultar lo más habitual- supondrá el empleo de un mecanismo reductor, o simplemente de un reductor.

Es claro que la obtención de una relación de transmisión constante entre dos ejes, no es algo privativo de los engranajes, ya que lo mismo puede obtenerse con correas o cadenas o ruedas de fricción, o hasta levas entre los más conocidos. Sin embargo dichos dispositivos poseen ciertas limitaciones principalmente en el orden de la carga o potencia que pueden movilizar.

Los engranajes, por otro lado, poseen varias ventajas competitivas que los hacen óptimos para tal tipo de tarea (transmitir movimiento rotatorio entre dos ejes con una relación de transmisión constante), tales como su relativa sencillez de fabricación, su capacidad para transmitir grandes potencias, la gran variedad de opciones constructivas, etc.

Engranajes cilíndricos de dientes rectos.

Los engranajes cilíndricos de dientes rectos tienen su antecedente en las denominadas ruedas de fricción (Ver Figura 17) para poder transmitir movimiento entre dos ejes paralelos.

Estas ruedas de fricción aun cuando permitan transmitir cierto par torsor o torque, no siempre es constante debido al deslizamiento que se genera. Aprovechando las características de los perfiles conjugados se puede hacer lo mismo dando lugar a los engranajes.

Nomenclatura

En la Figura 18 se muestra el desarrollo de una parte de la corona de un engranaje cilíndrico de dientes rectos. En la misma se pueden apreciar las entidades geométricas más importantes que definen a los engranajes. En cuanto sigue, los subíndices 1 y 2 indican los respectivos engranajes

o Circunferencia Primitiva (R): Llamada también circunferencia de paso y corresponde a la homónima circunferencia de contacto de las ruedas de fricción.

o Circunferencia Exterior (Re): Es denominada también circunferencia de addendum o circunferencia de cabeza.

o Circunferencia inferior (Ri): Es denominada también circunferencia de raíz o de pie o de deddendum.

o Ancho de cara: Es la longitud del diente medida axialmente. También se la denomina ancho de faja.

o Addendum (a): es la distancia radial desde el radio primitivo al radio de cabeza.

a=Re−R

o Deddendum (l): es la distancia radial desde el radio primitivo al radio inferior.

l = R - Ri

o Paso Circular (P): es la distancia entre dos puntos homólogos de dos dientes consecutivos, medidos sobre la circunferencia primitiva o de paso

Pc = 2 π - R / Z

o Paso angular (pa): es el ángulo entre dos puntos homólogos de dos dientes consecutivos.

pa = 2π / Z

o Ancho de espacio (h): es el espacio entre dos dientes consecutivos, medido en la circunferencia de paso.

h = p−e

o Juego (j): es la diferencia entre el huelgo de un diente y el espesor del engrana junto con aquel.

j = h1 −e2

o Holgura (c): es la diferencia entre el deddendum de un diente y el addendum del que engrana con aquel.

c = l2 −a1

o Altura de diente (hT): es la distancia radial entre las circunferencias exterior e inferior.

hT = a + l

o Espesor de diente (e): es el espesor medido sobre la circunferencia de paso.

o Número de dientes (Z): es la cantidad de dientes que tiene el engranaje

o Módulo (m): es el cociente entre el diámetro primitivo del engranaje y el número de dientes.

m = 2R / Z

o Paso diametral (pd): es el cociente entre el diámetro primitivo del engranaje y el número de dientes.

Pd = Π / pc = 1 / m

El valor numérico de módulo determina el tamaño del diente, ya que el paso es el mismo sin importar si los dientes se colocan en una rueda pequeña o en una rueda grande. Nótese que a mayor "m", mayor será el diente y a mayor pdmenor tamaño de diente. Por otro lado, y con respecto a otro tipo de pasos (pc , pa) el módulo tiene la ventaja de no depender del número π.

En la Figura 19 se puede ver una galga de identificación de pasos diametrales normalizados.

En general, para que dos ruedas dentadas con perfil de evolvente sean intercambiables entre sí, se deben cumplir las siguientes condiciones.

o Tener el mismo módulo (o mismo paso circular o diametral).

o Igual ángulo de presión de generación.

o Presentar addendum y deddendum normalizados.

o Anchura del hueco igual al espesor del diente, ambos sobre la circunferencia primitiva.

Existen diferentes criterios y formas de normalización de los perfiles de dientes, según las normas técnicas de cada país:

o DIN de Alemania

o AFNOR de Francia

o UNE de España

o AGMA de Estados Unidos de Norteamérica

Sin embargo la más conocida y empleada es la última. En la Tabla 1 se muestran algunos casos estándar para cuatro clases de dientes.

CONSTRUCCION DE ENGRANAJES RECTOS

Los procedimientos más comunes para el tallado de ruedas dentadas se dividen en dos grandes grupos:

a) Procedimientos de reproducción.

b) Procedimientos de generación o rodadura.

Procedimientos de Reproducción

En los procedimientos de mecanizado o tallado de ruedas dentadas por reproducción, el borde cortante de la herramienta es una copia exacta de la rueda a tallar o de cierta parte de ella (por ejemplo, del hueco entre dientes contiguos). Estos métodos exigen de un número elevado de herramientas, ya que incluso para fabricar ruedas dentadas con el mismo módulo es necesario contar con una herramienta para cada número de dientes puesto que el hueco interdental varía.

Se pueden distinguir los siguientes procedimientos:

- Fundición: Se puede considerar como herramienta el molde que se llena con el material colado. Este molde es una copia exacta de la futura rueda, si no se considera el sobre espesor que va asociado a la fundición.

o Procesos de metalurgia de polvos o pulvimetalurgia.

o Estampado: La matriz que sirve como herramienta cortante tiene la forma de la futura rueda.

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