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    PRIMERA ENTREGA PARCIAL

    DISEO DE UNA CAJA DE CAMBIOS DE UN RENAULT 4

    CARLOS JULIO CCERES JAIMES

    CARLOS LPEZ

    FRANK REYES

    UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

    FACULTAD DE INGENIERAS FSICO-MECNICAS

    ESCUELA DE INGENIERA MECNICA

    BUCARAMANGA

    2011

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    PRIMERA ENTREGA PARCIAL

    DISEO DE UNA CAJA DE CAMBIOS DE UN RENAULT 4

    CARLOS JULIO CCERES JAIMES

    CARLOS LPEZ

    FRANK REYES

    Proyecto de la asignatura Diseo de Maquinas II

    Docente

    GILBERTO PARRA RAMREZ

    Ingeniero Mecnico

    UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

    FACULTAD DE INGENIERAS FSICO-MECNICAS

    ESCUELA DE INGENIERA MECNICA

    BUCARAMANGA

    2012

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    Disear los elementos constitutivos de una caja de cambios de un Renault 4 con

    una entrada de potencia de cien (100) kilovatios con 5 velocidades (primera,

    segunda, tercera, cuarta, reversa), y su posicin Neutro.

    Las dimensiones tomadas enel laboratorio se representan a continuacin:

    Debido a la aplicacin en el campo automovilstico que tiene el proyecto los

    engranajes y ejes deben tener las menores dimensiones y numero de dientes

    posibles, por ello se recurre a la norma AGMA 917-B97 y AGMA 901 A92 para el

    diseo de engranajes de mnimo volumen y ejes paralelos. Con el fin de obtener

    mediante el clculo las fuerzas en los ejes por cada velocidad de transmisin.

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    PRIMERA RELACIN DE TRANSMISIN

    Relacin de transmisin:

    Para un nmero de dientes registrado de Z1=12

    El dimetro primitivo de los engranajes es:

    [] []

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    Y los nmeros de dientes para los dems engranajes de la primera transmisin:

    Hallando el dimetro primitivo de cada uno:

    []

    []Por criterio de diseo se ha seleccionado un angulo de hlice de ():

    Teniendo en cuenta esta consideracin el angulo de presin transversal (numeral6.2.3.3)

    Y mediante la relacin Numeral 6.2.4 el dimetro de base de los engranajes:

    [] [] []

    []

    La distancia entre centros se define como:

    []

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    []

    Re calculando el dimetro primitivo:

    [] [] []

    []

    Vemos que para los nmeros de dientes definidos y las distancias entre centroscalculadas arrojan dimetros primitivos aproximados e iguales a los inicialmentecalculados:

    Segn el numeral 6. Los clculos de las reacciones entre engranajes deberealizarse mediante el clculo de los ngulos de operacin de hlice, transversal, yde presin normal.

    ngulos de operacin de hlice:

    Angulo operativo de presin transversal

    ngulo de presin normal:

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    Calculo de cargas: Segn el numeral 6.9 las cargas tangencial, normal y axial decada engranaje se definen como:

    Fuerza tangencial:

    [ ] [] [ ]

    [] Fuerza Axial:

    []

    []

    Fuerza Radial:

    () [] ()

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    Al trasladar estas fuerzas a sus ejes respectivos:

    Las ecuaciones de fuerzas se expresan por cada eje como:

    Eje 1:

    []

    Calculando las reacciones en los apoyos:

    []

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    [] [] []

    Eje 2:

    []

    Resolviendo:

    [] [] []

    []EJE 3 []

    }Resolviendo:

    []

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    [] []

    []Luego del clculo de reacciones se procede a plantear los diagramas de cortantes, axiales y

    momentos para cada eje:

    Luego de culminar todos los diagramas de resistencia de los ejes por cada

    transmisin se seleccionara la seccin crtica de acuerdo a estos resultados.

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    SEGUNDA RELACIN DE TRANSMISIN

    Relacin de transmisin:

    Para un numero de dientes de Z1=12

    []

    Hallando el dimetro primitivo de cada engranaje:

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    []

    El clculo de dimetro de base

    [] []

    La distancia entre centros:

    []

    El dimetro primitivo:

    [] []

    Los ngulos de operacin:

    Angulo operativo de presin transversal

    ngulo de presin normal:

    Calculo de cargas: Fuerza tangencial:

    [ ] []

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    [] [ ]

    [ ] [] Fuerza Axial:

    [] [] [] []

    Fuerza Radial:

    () [] []

    () [] []Trasladando estas fuerzas a sus ejes respectivos:

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    Eje 1:

    []

    Resolviendo:

    [] [] []

    []Eje 2:

    []

    Resolviendo:

    [] []

    [] []

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    EJE 3

    []

    Resolviendo:

    [] [] [] []

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    TERCERA RELACIN DE TRANSMISIN

    Relacin de transmisin:

    Para un numero de dientes de Z1=12

    []

    Hallando los dimetros primitivos:

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    []Para el ngulo de hlice de:

    Calculando los dimetros de base:

    [] []

    La distancia entre centros:

    []El dimetro primitivo:

    [] []

    Calculando los ngulos de operacin:

    De hlice:

    Angulo operativo de presin transversal

    ngulo de presin normal:

    Calculo de cargas:

    Fuerza tangencial:

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    [ ] []

    [] [ ]

    [ ] [] Fuerza Axial:

    [] [] [] []

    Fuerza Radial:

    () [] [] () [] []

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    Trasladando las fuerzas a sus ejes respectivos:

    Al escribir las ecuaciones de resistencia:

    Eje 1:

    []

    Resolviendo:

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    [] [] [] []

    Eje 2:

    []

    Resolviendo:

    [] [] [] []

    EJE 3

    []

    Resolviendo: []

    []

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    CUARTA RELACIN DE TRANSMISIN

    Relacin de transmisin:

    Para un numero de dientes de Z1=12

    []

    Hallando el dimetro primitivo por engranaje:

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    []Para un ngulo de hlice de 14,5

    El ngulo transversal es de:

    Los dimetros de base

    [] []

    La distancia entre centros:

    []Re calculando el dimetro primitivo:

    []

    []

    Para un ngulo operativo de presin transversal

    Y un ngulo de presin normal:

    Clculo de cargas:

    Fuerza tangencial:

    [ ] []

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    [ ] []

    Fuerza Axial:

    [] [] Fuerza Radial:

    () [] [] () [] []

    Llevando las fuerzas a sus ejes respectivos:

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    Al registrar las ecuaciones de esttica:

    Eje 1:

    []

    Resolviendo: []

    [] [] []

    Eje 2:

    []

    Resolviendo:

    [] [] []

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    []EJE 3

    Resolviendo:

    []

    [] []

    []

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    Al graficar los diagramas de cortantes y momentos:

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    CALCULO DE LAS SECCIONES CRTICAS:

    Tras analizar todos los diagramas de momentos flectores para encontrar en cada

    eje la seccin crtica se llega a la siguiente conclusin:

    Eje Transmisin donde se ubica laSeccin Critica

    1 Primera

    2 Segunda

    3 Cuarta

    EJE 1: Fuerzas y momentos en la seccin crtica:

    []

    []

    [] []

    [] []

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    Igualmente el momento resultante:

    Llevando los esfuerzos al punto crtico:

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    EJE 2: Fuerzas y momentos en la seccin crtica:

    [] []

    [] [] []

    []

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    Igualmente el momento resultante:

    Llevando los esfuerzos al punto crtico:

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    EJE 3: Fuerzas y momentos en la seccin crtica:

    [] []

    [] []

    []

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    Graficando el momento resultante:

    Llevando los esfuerzos al punto crtico: