FACULTAD : FIMAAS

CURSO : TEORIA DE MECANISMOS Y MAQUINAS

TEMA : PROYECTO DE CAJA REDUCTORA

INTEGRANTES : YUPANQUI URCO LUIS

TABOADA FALCONI JONATHAN

CHOMBO YANAYACO LINCOLN

PUCUHUARANGA CRISTOBAL

PATILLA HUANAY DHEVERLYNT

PROFESOR : CESAR JIMENEZ

TURNO : NOCHE

2009

Introducción

En el siguiente informe analizaremos un mecanismo muy conocido este es un reductor este mecanismo consiste, generalmente, en un grupo de engranajes, con el que se consigue mantener la velocidad de salida en un régimen cercano al ideal para el funcionamiento del generador.

Objetivos

Analizar la potencia, eficiencia y velocidad del mecanismo conocido como caja reductora.

También conoceremos en tres tipos de motores sus eficiencias y como influye en el mecanismo.

Mecanismo Reductor

Los Reductores ó Motorreductores son apropiados para el accionamiento de toda clase de máquinas y aparatos de uso industrial, que necesitan reducir su velocidad en una forma segura y eficiente.

Las transmisiones de fuerza por correa, cadena o trenes de engranajes que aún se usan para la reducción de velocidad presentan ciertos inconvenientes.

La caja reductora sirve para bajar las vueltas del motor, "bajando" el consumo de la batería como consecuencia del menor desgaste del motor y mayor torque del mismo.

Usualmente una caja reductora cuenta con un tornillo sin fin el cual reduce en gran cantidad la velocidad.

Otro dispositivo que se usa para cambiar la velocidad de transmisión es el sistema planetario.

Se torna imprescindible en modelos grandes y de gran desplazamiento (pesados) donde el motor debe realizar grandes esfuerzos.

En el mercado es muy difícil conseguir cajas reductoras, aunque algunos motores vienen provistas de ellas.

Tipos de Reductores de Velocidad

Clasificados por tipo de engranes se encuentran: Sin fin-Corona, engranajes y

planetarios.

Reductores de velocidad Sin fin-Corona

Este tipo de reductor de velocidad es el más sencillo, se compone de una corona

dentada, normalmente de bronce en cuyo centro se ha embutido un eje de acero,

esta corona está en contacto constante con un husillo de acero en forma de

tornillo sin-fin. Una vuelta del tornillo sin fin provoca el avance de un diente de la

corona y en consecuencia la reducción de la velocidad. La reducción de velocidad

de una corona sin fin se calcula con el producto del número de dientes de la

corona por el número de entradas del tornillo sin fin.

Reductores de velocidad Planetarios

Son reductores de engranajes con la particularidad de que no están compuestos

de pares de engranajes si no de una disposición algo distinta: Sobre un cuerpo-

corona oscilan un grupo indeterminado de engranajes iguales accionados por un

engranaje central llamado solar Esta especial configuración y según la

construcción de los engranajes les da dos posibles particularidades. Una de ellas

es que la relación de transmisión puede ser exacta, sin decimales, lo que los hace

aptos para trabajos de precisión. La segunda es que al tener más puntos de

contacto entre engranajes en cada juego de reducción pueden transmitir más

potencia. En contrapartida tienen serios problemas de calentamiento.

Reductores de velocidad de engranajes

Los reductores de engranajes son aquellos en que toda la transmisión mecánica

se realiza para pares de engranajes de cualquier tipo excepto los basados en

tornillo sin fin. Sus ventajas son el mayor rendimiento energético, menor

mantenimiento y menor tamaño.

Clasificación por disposición de los ejes lento y rápido

Los reductores se pueden clasificar por la posición relativa del eje lento del

reductor con respecto al eje rápido del mismo, las clasificaciones más usuales

son; paralelos, ortogonales y coaxiales.

Reductor planetario Reductor sin fin corona

PROBLEMA TIPO -1 PARA PROYECTO DE CURSO

Transmisión de mecanismo de movimiento de grúa puente

1 – Motor eléctrico; 2 - acople; 3 - reductor cilíndrico; 4 – transmisión de engranes rectos; 5 – rieles; 6 - rueda

Datos iniciales VARIANTES

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Resistencia al movimiento del puente F, kN

1,5 2,0 2,5 3,0 2,0 3,0 1,5 2,5 2,5 3,5

Velocidad del puente v, m/s

1,00 1,35 1,65 1,00 2,00 1,35 1,65 2,00 1,00 1,65

Diámetro de la rueda D, mm

200 300 400 300 500 400 600 700 400 500

Desviación permitida de la velocidad del puente d %

3 4 6 6 5 3 4 5 5 6

Tiempo de servicio de la transmisión t, años

5 6 7 3 4 6 5 4 6 3

Elección del motor. Calculo cinemático de la trasmisión / semana 4

Objetivos 1. Determinar la potencia y revoluciones del motor (rpm) 2. Determinar la relación de engranajes y sus eslabones 3. calcular los parámetros de fuerza y cinemáticos de la transmisión. 1. Determinar la potencia y revoluciones del motor (rpm) La potencia del motor depende de la potencia requerida de de la máquina de trabajo. Las revoluciones de giro del motor dependen de la frecuencia de giro del eje de transmisión de la máquina de trabajo. 1.1. Determinar la potencia de la máquina de trabajo, Pmt (kW) Para los datos iniciales indicados con la fuerza de tracción F (kN), y velocidad lineal v (m/s) del elemento de trabajo de la maquina entonces:

Para los datos iniciales indicados con la el momento T (KN-m), y velocidad lineal ω (rad/s) del elemento de trabajo de la maquina entonces:

1.2. Determinar el rendimiento de la trasmisión

Para el caso del ejercicio N° 1 Sera necesario la eficiencia de los siguientes componentes.

Tipo de trasmisión Trasmisión cerrada Trasmisión abierto

Engranes rectos 0.96 0.94

Acople 0.98

Rodamientos (por par en eje) 0.99

1.3. Determinar la potencia requerida del motor

1.4. Determinar la potencia nominal del motor , KW El valor de la potencia nominal debe ser mayor o igual que la potencia requerida del motor.

≥ Pm

1.5. Seleccionar tipo de motor Para cada valor de potencia nominal corresponden varios tipos de motor con diversas frecuencias de giro, como por ejemplo 3000, 1500,1000, 750 rpm. Se debe tomar en cuenta que los motores con mayor frecuencia de giro tienen un tiempo de vida menor, y los motores con menor frecuencia de giro son muy pesados. El tipo de motor se debe optimizar luego de determinar definitivamente la relación de engranajes de la trasmisión

2. Determinar la relación de engranajes (relación de reducción) de la trasmisión y sus eslabones La relación de engranajes de la trasmisión o tren de velocidad 2.1. Determinar la frecuencia de giro de eje de transmisión de la máquina de trabajo, nmt, en rpm

a). Para trasportadores de fajas, grúas y demás maquinas:

, de donde

De donde

2.2. Determinar el tren de velocidad de la trasmisión para todas las posibles variantes del motor.

Motor eléctrico de 3600 RPM

Motor eléctrico de 1800 RPM

Motor eléctrico de 1500 RPM

2.3. Determinar la relación de reducción de los niveles de reducción La determinación y elección del tren de velocidad (relación de reducción) de la trasmisión se realizara para todas las opciones de tipo de motor de tal manera que:

TV1= VRtc1 VRta1. TV2= VRtc2 VRta2 TV3= VRtc3 VRta3 Donde:

Elección de

Engranes cilíndrico y cónicos 2 2,5 3,15 4 5 6.3 2,14 2,8 3,55 4,5 5,6 7,1 Engranes de tornillo sin fin. 10 10,25 16 20 25 31,5 11,2 14 18 22,4 28 35,5 3600 RPM

54.66 2 27.330

54.66 2.14 25.542

54.66 2.5 21.864

54.66 2.8 19.521

54.66 3.15 17.352

54.66 3.55 15.397

54.66 4 13.665

54.66 4.5 12.147

54.66 5 10.932

54.66 5.6 9.761

54.66 6.3 8.676

54.66 7.1 7.699

1800 RPM 1500 RPM

27.33 2 13.665

27.33 2.14 12.771

27.33 2.5 10.932

27.33 2.8 9.761

27.33 3.15 8.676

27.33 3.55 7.699

27.33 4 6.833

27.33 4.5 6.073

27.33 5 5.466

27.33 5.6 4.880

27.33 6.3 4.338

27.33 7.1 3.849

18.064 2 9.032

18.064 2.14 8.441

18.064 2.5 7.226

18.064 2.8 6.451

18.064 3.15 5.735

18.064 3.55 5.088

18.064 4 4.516

18.064 4.5 4.014

18.064 5 3.613

18.064 5.6 3.226

18.064 6.3 2.867

18.064 7.1 2.544

TV1= VRtc1 VRta1

2.4. Determinar la máxima desviación permitida de la frecuencia de giro de transmitido de la máquina de trabajo

2.54

Donde:

, 2.5. Determinar la frecuencia de giro con tolerancia del eje transmitido de la

máquina de trabajo considerando su desviación , rpm.

2.6. Determinar la relación de reducción efectiva de la trasmisión

Motor eléctrico de 3600 rpm

Motor eléctrico de 1800 rpm

Motor eléctrico de 1200 rpm

2.7. Precisar la relación de reducción de la trasmisión abierta y cerrada tomando en cuenta la variante de división de la relación de trasmisión.

ó si no

Es preferible precisar , manteniendo invariable el valor estándar de

Modulo = diámetro de paso en mm / numero de dientes 3. calcular los parámetros de fuerza y cinemáticos de la transmisión. Datos de entrada: Eficiencia del acople

Eficiencia del rodamiento

Eficiencia de la transmisión cerrada Eficiencia de la transmisión abierta

Frecuencia nominal de giro de eje motor, rpm Velocidad de reducción de la transmisión abierta Velocidad de reducción de la transmisión cerrada

Potencia del motor, W

Caso grúa puente y grúa tipo bandera: Motor eléctrico de 3600 rpm

Parámetro Eje Motor/acople/transmisión cerrada/ Transmisión abierta/ / maquina de trabajo

Potencia P,

KW

M

R

L

MT

Frecuencia de giro n,

(rpm)

Velocidad angular “ω”,

(1/seg)

M

R

L

MT

Momento de torsión T,

Nm

M

R

L

MT

Ventajas de un reductor

Al emplear un reductor se obtiene una serie de beneficios. Algunos de estos son:

Una regularidad perfecta tanto en la velocidad como en la potencia transmitida.

Una mayor eficiencia en la transmisión de la potencia suministrada por el motor.

Mayor seguridad en la transmisión, reduciendo los costos en el mantenimiento.

Menor espacio requerido y mayor rigidez en el montaje.

Menor tiempo requerido para su instalación.