ENGRANAJES

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERA MECNICA-ENERGA

DIBUJO MECNICO ASISTIDO POR COMPUTADORA II

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA

DIBUJO MECANICO CAD IIRUEDAS DENTADAS rectas e INCLINADOS

OBJETIVOS Determinar los parmetros fundamentales en el dibujo del pin y la rueda para ruedas dentadas rectas e inclinados.

Tener en cuenta las diferencias fundamentales entre ruedas dentadas rectas y las ruedas dentadas inclinados al instante de efectuar los clculos de las relaciones existentes entre ellas.

Realizar un anlisis exhaustivo de los conceptos usados para establecer estos sus parmetros. Tener nociones y aplicar normas para el diseo prctico. Efectuar los clculos para escoger el rodamiento usado en las ruedas dentadas rectas e inclinadas.DESCRIPTIVO

RUEDAS DENTADAS rectas.Es un elemento mecnico destinado a transmitir el movimiento de rotacin sin deslizar. Dada la dificultad que presenta esa ausencia de deslizamiento en una superficie lisa, las ruedas dentadas presentan una superficie dentada, destinada a engranar uno con otro, de modo que ese deslizamiento sea imposible, realizando una transmisin del movimiento exacta.

Son elementos de mquina que se utilizan cuando se quiere transmitir movimiento rotatorio de un eje a otro, tienen la ventaja de que su relacin de velocidades es constantes y positiva. Actualmente casi todo sistema de transmisin de potencia tiene que ver con algn tipo de engranaje, sus principales aplicaciones son: en cajas reductoras de velocidad, motoreductores, en maquinas herramientas en automviles, camiones, en maquinaria agrcola, en la industria aeronutica, en la industria naval, etc. Se construyen de los mas variados materiales tales como: aceros, bronces, plsticos, materiales, cermicos, fierro fundido, aluminio, y materiales ligeros, dependiendo de la seleccin del material y de la potencia a transmitir de cada caso en particular. Dentro de los principales tipos de ruedas dentadas tenemos los siguientes: ruedas dentadas rectos, ruedas dentadas helicoidales, ruedas dentadas cnicos, ruedas dentadas de tornillo sin fin y rueda dentada.Clasificacin de las ruedas dentadas.

Exteriores

Interiores

Del pin y cremallera

Ruedas de cadena

De ejes paralelos

De una espiral De ejes cruzados

De pin y cremalleraDentado Helicoidal

De ejes paralelos

De dos o ms espirales

De pin y cremallera

De sinfn y corona

De dientes rectos

De diente recto inclinado

Cnicos De diente curvo

Lipoide

Se muestran los tipos de ruedas dentadas ms comnmente empleados.

RUEDAS DENTADAS Son ruedas dentadas de dientes son rectos y paralelos al eje del rbol cuando emplean para transmitir el movimiento y la potencia entre ejes paralelos, Se construyen bajo dos normas: sistema modular (ISO) y el sistema de paso diametral (AINSI)DIMENSIONES FUNDAMENTALESLa circunferencia que definira la superficie por la cual la rueda dentada rueda sin deslizar la llamaremos circunferencia primitiva.

El dimetro primitivo (d) es el que corresponde a la circunferencia primitiva.

El nmero de dientes (Z), es el nmero total de dientes de la corona dentada en toda su circunferencia.

El paso (p) es el arco de circunferencia, sobre la circunferencia primitiva, entre los centros de los dientes consecutivos.

Con todo lo anterior tenemos, que la longitud de la circunferencia primitiva es:Desarrollo del crculo primitivo. =Z . p

Dimetro primitivo:Modulo normal:

Se denomina mdulo (m), de una rueda dentada a la relacin que existe entre el dimetro primitivo y el nmero de dientes, que es el mismo que el del paso y el factor de la circunferencia (.El mdulo es una magnitud de longitud, expresada en mm, para que dos ruedas dentadas puedan engranar tienen que tener el mismo mdulo, el mdulo podra tomar un valor cualquiera, pero en la prctica esta normalizado segn el siguiente criterio ISO:

De 1 a 4 en incrementos de 0,25 mm

De 4 a 7 en incrementos de 0,50 mm

De 7 a 14 en incrementos de 1 mm

De 14 a 20 en incrementos de 2 mm

Dimensiones de la rueda dentada

Cabeza de diente (ha): es la parte del diente comprendida entre la circunferencia primitiva y la circunferencia exterior. Toma el valor del mdulo: ha = m

Pie de diente (hf): es la parte del diente comprendida entre la circunferencia interior y la primitiva. Toma el valor de 1,25 veces el mdulo: hf= 1,25m, sistema ISO (A).

Pie de diente (hf): es la parte del diente comprendida entre la circunferencia interior y la primitiva. Toma el valor de 1,166 veces el mdulo: hf= 1,166m, sistema ISO (E).

Altura del diente (h): es la distancia entre la circunferencia interior y la exterior. Por tanto tiene el valor de 2,25 veces el mdulo: h= 2,25m

Ancho del diente (b): es la anchura de la corona, sobre la que se tallan los dientes, en general suele tener un valor de 10 veces el mdulo: b= 10m

Dimetro primitivo (d). Se llama as a la circunferencia segn el cual se verifica la tangencia de las dos ruedas dentadas. El dimetro primitivo es el que corresponde a la circunferencia primitiva.

Numero de dientes (Z).Es el nmero de dientes del pin o del engranaje.

Paso circular (p).

Es la medida del arco sobre la circunferencia de paso, desde un punto de un diente hasta el punto correspondiente del diente adyacente.

Velocidad rotacional (n) rpm.Es la velocidad rotacional de eje de la rueda dentada y esta medido en rpm.

Momento torsor (Mt). Cm-Kgf.Es trabajo que realiza el sistema a travs de sus componentes requeridos.

Mdulo (m) El paso se elige con un mltiplo de y el numero por el que se multiplica el factor se denomina modulo, mediante la normalizacin, se limita el numero finito de probables mdulos, se expresa en milmetros y es la base para las proporciones de los dientes de los ruedas dentadas.

Altura de cabeza o Addndum (ha).Es la medida radial medida desde la circunferencia de paso hasta la circunferencia exterior o de cabeza. Su valor para dientes normales es de:

Altura de pie o dedendem (hf).hf = ISO (A)=1.25m (mm). Sistema ingles.hf = Iso (E)=1.166m (mm). Sistema mtrico Presin admisible del material (Kadm)

Estos valores se seleccionan de tablas de acuerdo al material usado para disear las ruedas dentadas.

Coeficiente especfico del material (Kc).

Ancho normal (b)

Volumen del material ( )

Relacin de transmisin instantnea (i).

Distancia entre centros (a).

Modulo circular

Dimetro del rbol (dw).

Dimetro del eje (do)

RUEDA DENTADA INCLINADA

Angulo de contacto o presin ()Es el ngulo formado entre la lnea de accin y la tangente comn a las circunferencias de paso, de acuerdo al ISO(A) es igual a 14 y en el ISO (E) esta de acuerdo a los valores 20, 22 y 25.

Paso circular.

p. = m. ( =

Distancia entre centros.

Dimetro del agujero del cubo.

Dimetro del agujero del rbol con chaveta.

Numero de dientes virtual.

Rueda dentada helicoidal.

Numero de brazos de una rueda.

N =

Espesor de la llanta.

( = 0.5*p

Ruedas dentadas INCLINADOS.

Se diferencian de las ruedas dentadas rectos en que tienen sus dientes un ngulo de inclinacin con respecto a su eje de rotacin. Son usados para transmitir altas potencias y grandes velocidades porque se deslizan sin ruido y con suavidad, tienen alta resistencia. El tamao del diente, el modulo, el largo del diente deben ser iguales en los dos ruedas dentadas, deben girar en sentido opuestos; el ngulo de la hlice deben ser iguales en ambas ruedas, el sentido de la hlice debe ser contrario; el ngulo de la hlice debe ser considerado ente 10 y 35.Consideraciones fundamentales:

El principal inconveniente del dentado recto con los flancos paralelos al eje de la rueda estriba en cada diente, al cambiar de engrane, se carga y descarga sbitamente. Debido a ello, si existen defectos de mecanizado o de divisin nacen solicitaciones adicionales de choque-choques de entrada y fuertes ruidos reforzados por el antes mencionado choque del crculo primitivo.

La ventaja de los dientes inclinados, con respecto a los rectos, consiste en que siempre entran simultneamente en engrane mas de un par de dientes y que el engrane se se desplaza desde un extremo del flanco al otro, de manera que el brazo de palanca de la fuerza de engrane solo es, como mximo, 2/3 de los dientes rectos. Por ello con las mismas medidas, las ruedas de dientes inclinados pueden recibir cargas mayores que las de dientes rectos; o bien, con igual carga especfica las ruedas de dientes inclinados pueden ser de menores dimensiones.Dimetro primitivo normal (dn).

Se llama as a la circunferencia segn el cual se verifica la tangencia de lilas dos ruedas dentadas. El dimetro primitivo es el que corresponde a la circunferencia primitiva.

Numero de dientes (Z).Es el nmero de dientes del pin o del engranaje.Numero de dientes virtual (Zv).Es el nmero de dientes ficticio sirve para calculo del volumen y para elegir la fresa para el tallado.

Angulo de contacto o presin ()

Es el ngulo formado entre la lnea de accin y la tangente comn a la circunferencia de paso, de acuerdo a ISO(A) es igual a 14 y en el ISO(E) esta de acuerdo a los valores 20,22 y 25.

Angulo de la hlice ()Es el ngulo de inclinacin del diente con respecto al eje de la rueda dentada.

Paso circular (p).

Es la medida del arco sobre la circunferencia de paso, desde un punto de un diente hasta el punto correspondiente del diente adyacente.

Paso normal (pn).

Es la medida del arco sobre la circunferencia de paso, desde un punto de un diente hasta el punto correspondiente del diente adyacente, cuando son contados por un plano normal a los dientes.

Velocidad rotacional (n) rpm.

Es la velocidad rotacional de eje de la rueda dentada y esta medido en rpm.

Mdulo (m) mm.

El paso se elige con un mltiplo de y el numero por el que se multiplica el numero se denomina modulo, mediante la normalizacin, se limita el numero finito de probables mdulos, se expresa en milmetros y es la base para las proporciones de los dientes de los ruedas dentadas.

Mdulo normal (mn) mm.

Altura de cabeza o Addndum (ha).

Es la medida radial medida desde la circunferencia de paso hasta la circunferencia exterior o de cabeza. Su valor para dientes normales es de:

Altura de pie o dedendem (hf).

Coeficiente admisible del material (Kadm)

Estos valores son sacados de tablas de acuerdo al material usado en el diseo de ruedas dentas.

Coeficiente especfico del material (Kc).

( = factor de forma del acabadoVolumen del dentado inclinado circular ( )

Volumen del dentado inclinado ( )

Ancho normal (bn)

Relacin de transmisin instantnea (i).

Distancia entre centros ( ).

Para verificar el valor del Angulo de hlice se utiliza la siguiente ecuacin:

Dimetro del rbol (dw).

INFORME DE RUEDAS DENTADAS INCLINADOS.Datos:

Pm = 50 CV. =20

Lh = 40000hrs

.

Material:

Pin: acero mejorado de 90-105Kgf/mm2

Rueda: acero ST60

Diseo del rbol inclinado

Dimetro del rbol incluido el canal chavetero (dw).

Pm= 50 cv

dw1 =56.74mm.

Para este dimetro de rbol se utiliza una carga dinmica de 6133.33, usando la tabla 7.41 y una fuerza equivalente (P) de 457.7 Kgf aproximado 458 Kgf.

Carga dinmica

..(1).

Vida nominal en horas (L).

L = (C )p ; C = L1/p

[7] P

P

Lh = 40000hrs.

L = 60*n *Lh

106L =2400. p=3

De donde se puede hallar ft despejando de la ecuacin (1).

fl = 4,

De la tabla 7.27B se halla fn = 0.332 para n = 1000rpm.

ft = 0.9, TF = 200C.

De donde se calcula la carga dinmica:

Este valor debe ser escogido por exceso, por lo que el verdadero valor de la carga dinmica es el siguiente a este en la tabla 7.41.

C = 7200.

De la tabla 7.41 se puede tener los valores del rodamiento desde luego se escoge el mayor de los dimetros del rbol calculado porque dw1