NTC 1140 Engranes

5/16/2018 NTC 1140 Engranes - slidepdf.com

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NORMA TÉCNICA NTCCOLOMBIANA 1140

1976-07-07

ENGRANAJES RECTOS Y HELICOIDALES.CARACTERÍSTICAS

E: HELICOIDAL AND STRAIGHT GEARS. CHARACTERISTICS

CORRESPONDENCIA:

DESCRIPTORES: engranaje; engranaje recto; engranajehelicoidal.

I.C.S.: 21.200.00

Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC)Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. 6078888 - Fax 2221435

Prohibida su reproducción Editada 2001-09-11



PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacionalde normalización, según el Decreto 2269 de 1993.

ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamentalpara brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sectorgubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en losmercados interno y externo.

La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnicaestá garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este últimocaracterizado por la participación del público en general.

La NTC 1140 fue ratificada por el Consejo Directivo de 1976-07-07.

Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda entodo momento a las necesidades y exigencias actuales.

A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a travésde su participación en el Comité Técnico.

EMPRESA DE ENERGÍA ELÉCTRICA DEBOGOTÁPROMINSA

SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA YCOMERCIOUNIVERSIDAD NACIONAL

ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesadosnormas internacionales, regionales y nacionales.

DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN



NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 1140

1

ENGRANAJES RECTOS Y HELICOIDALES.CARACTERÍSTICAS

1. OBJETO

Esta norma fija las características y medidas de los engranajes cilíndricos, con dentado recto ohelicoidal.

1.1 Esta norma se aplica a los engranajes de mecánica general, fresados, tallados yrectificados, cilíndricos de dentado recto, helicoidal o doble helicoidal, exteriores e interiorescon perfil del diente en evolvente de círculo y ángulo de presión de 20º.

2. DEFINICIONES Y CLASIFICACIÓN

2.1 Relación de velocidades (i). Es el cociente del número de dientes de la rueda (Z2) y delpiñón (Z1).

2.1.1 Relación de Reducción (ir )

Cuando hay una disminución de velocidad.

i Z

Z r

2

1

= > 1

2.1.2 Relación de multiplicación (im)

Cuando hay un aumento de velocidad.

i Z

Z m

2

1

= < 1




2

Cuando Z2 = Z1, la relación de velocidad = 1

i = Z

Z = 12

1

2.2 MÓDULO (m)

Relación del diámetro primitivo, expresado en milímetros y el número de dientes siendoequivalente al número de milímetros del diámetro primitivo que corresponde a cada diente.

2.3 PUNTO PRIMITIVO

Punto neutro o de acción de la rueda y piñón.

2.4 CIRCUNFERENCIA PRIMITIVA Y DIÁMETRO PRIMITIVO

La circunferencia primitiva es el lugar geométrico de los puntos primitivos de la rueda o piñón ysu diámetro primitivo. La relación de los dientes es igual a la de las velocidades angulares.

( )d = Z x m en los helicoidales : d = Z x mc

2.5 ÁNGULO DE PRESIÓN (α)

Ángulo formado por la línea de acción y la tangente común a las circunferencias primitivas, en

el punto primitivo.

2.6 CIRCUNFERENCIA BASE Y DIÁMETRO BASE (db )

Lugar geométrico de todos los puntos de origen de las evolventes, que forman los flancos delos dientes de una rueda o de un piñón. Su diámetro, es el diámetro base.

αα cos xm x Z = cos xd = d b

2.7 PASO BASE (Pb )

Arco de circunferencia base, comprendido entre las dos evolventes homólogas de los perfilesde dos dientes consecutivos. Es igual a la circunferencia base, dividida por el número dedientes.

Pb b Z

d = p x cos = m x x cos =π

α π α




3

2.8 ESPESOR BASE (eb )

Arco de circunferencia base, comprendido entre las dos evolventes simétricas que formanambos flancos del diente.

2.9 LÍNEA DE ACCIÓN

La tangente común a las dos circunferencias base del engranaje y lugar geométrico de lossucesivos puntos de contacto de los flancos conjugados.

2.10 DISTANCIA ENTRE CENTROS (C)

Distancia mínima del centro del piñón al centro de la rueda.

2.11 PASO CIRCULAR (p)

En los engranajes rectos, es el arco de circunferencia primitiva. Comprendido entre los flancoshomólogos de dos dientes consecutivos.

p = Z

d = x m π

π

2.12 PASO NORMAL (pn )

En los engranajes helicoidales, es el paso que corresponde a una sección por un plano normala la inclinación del diente.

Pn = x m n π

2.13 PASO CIRCUNFERENCIAL O APARENTE (pc )

En los engranajes helicoidales es el paso circular correspondiente a la sección del plano derotación. Es igual a la circunferencia primitiva dividida por el número de dientes.

Pc =

Z

d = x m π

π

2.14 ÁNGULO DE INCLINACIÓN (β)

En los engranajes helicoidales, es el ángulo que forma la hélice primitiva del diente, con el ejede la rueda o piñón.




4

2.15 MÓDULO NORMAL ( mn )

En los engranajes helicoidales es el módulo que corresponde al paso normal.

βπ

cos xmPn = m cn =

2.16 MÓDULO CIRCUNFERENCIAL O APARENTE (mc )

En los engranajes helicoidales es el módulo que corresponde al paso circunferencial.

m = P

= m

Cos = m x sec c

n n n π β

β

2.17 PASO DE HÉLICE (H)

En los engranajes helicoidales es el avance en sentido axial de la hélice del diente,correspondiente a una vuelta completa de la rueda.

2.18 ESPACIO LIBRE DE FONDO (C)

Segmento de la línea de centros, comprendido entre la circunferencia exterior de la rueda y ladel fondo del piñón o viceversa. En los engranajes normales, es igual a 0,25 por el módulo.

2.19 PROFUNDIDAD DEL DIENTE (h)

Distancia radial desde la circunferencia exterior a la del fondo del diente, según lo establecidoen la NTC 1033. Engranajes. Nomenclatura y definiciones.

h = a + b = 2,25 x m

2.20 PROFUNDIDAD DE TRABAJO (h)

Segmento de la línea de centros comprendido entre la circunferencia exterior de la rueda y la

del piñón.

2.21 CIRCUNFERENCIA EXTERIOR Y DIÁMETRO EXTERIOR (de)

Circunferencia de mayor diámetro de la rueda. Su diámetro es el diámetro exterior. En losengranajes normales.

de = d + 2 x m




5

2.22 CIRCUNFERENCIA DE FONDO Y DIÁMETRO DE FONDO (df )

Circunferencia correspondiente al fondo del diente. Su diámetro es el diámetro de fondo. En losengranajes normales.

d f de - 2 x h = d - 2,5 m =

2.23 MEDIDA SOBRE UN NÚMERO DADO k DE DIENTES (W)

Es la distancia entre dos planos paralelos, tangentes a dos flancos exteriores, de un númerodado k de dientes. Esta medida constituye el sistema de control del espesor del diente másexacto en cuanto a su facilidad de medición. El número de dientes sobre los cuales se toma lamedida se indica en forma de subíndice del símbolo W .

Ejemplo: sobre 3 dientes, será W3 .

2.24 JUEGO DE ENGRANAJE ENTRE DIENTES (j)

Espacio libre que existe entre flancos de dientes conjugados que no se tocan, o sea, entre elflanco simétrico del flanco activo y el de la rueda que le sigue en sentido contrario al giromedido en la dirección de acción (véase la Figura 1).

LlantaBrazos

Cubo

Chavetero

d

d

CB

dfdde2 2 2

2

1

p1

1e

Circunferencia exterior

Circunferencia primitiva

Circunferencia de baseCircunferencia de fondo Profundidad

de trabajo

Juego entredientes

Profundidaddel diente

addendum

Dedendum

Ángulode presión

Línea de acción

Punto primitivo

Espacio librede fondo

Figura 1




6

3. APÉNDICE

3.1 INDICACIONES COMPLEMENTARIAS

- Corrección de dentado

- Cuando el número de dientes del piñón de un engranaje es reducido, se originala denominada interferencia, cuya consecuencia es la concavidad que seproduce en la raíz del diente en la operación de tallado, o cuando es necesarioque exista en el piñón, para dar paso a la cabeza del diente de la ruedaconjugada. Para evitar las interferencias, se emplean correcciones de dentadolas cuales producen una mejora considerable en las condiciones defuncionamiento. La corrección de dentado consiste en el desplazamiento de losperfiles de los dientes, aumentando o disminuyendo los diámetros del engranaje.La cantidad radial que mide este desplazamiento se denomina corrección y en elproducto del coeficiente de corrección (x) multiplicado por el módulo normal. Lacorrección puede ser de dos clases: sin variación de la distancia entre centros ycon variación (aumento) de la distancia entre centros. En la primera, haycorrección positiva del piñón (aumento de diámetro) y negativa en la rueda(disminución de diámetro). En la segunda, es positiva en ambos elementos. Sedebe emplear corrección siempre que:

Z 1 < 30 para = 20º α

Si Z1 = 30 se debe emplear dentado normal (sin corregir)

El coeficiente de corrección máximo para Z1 = 10 es X1 = + 0,50

Si Z1 + Z2 ≥ 60 se debe emplear una corrección sin variación de distancia entrecentros, con el valor siguiente del coeficiente de corrección.

( )X1 = 0,03 30 - Z 1

Donde:

X1 + X2 = 0 ó X2 = - X 1

Si Z1 + Z2 < 60 se debe emplear una corrección con variación (aumento) de la distanciaentre centros, con los siguientes valores del coeficiente de corrección.

( )X = 0,03 30 - Z 1

( ) 2+12 X X Z - 30 0,03 = X ∴2 > 0

Cuando Z1 + Z 2 < 30, la suma: X1 + X2 , será como máximo igual a 0,90.




7

- Medidas de las ruedas

- Ruedas con brazos de sección elíptica. Para ruedas de tamaños pequeños omedianos y ligeros.

- Ruedas con brazos de sección + o en H. Ruedas de tamaño grande reforzadas.

a) Cubo

- Espesor (a)

a = a 0,7 + Z

1 000 o

Donde:

ao = valor dado en las curvas dadas en la Figura 4 correspondiente a Z = 300.

Para otros valores de Z, se debe aplicar la fórmula.

Longitud (b)b = B - 2 x c

80d c =

Donde:

d = Diámetro primitivo

B = Longitud del diente




8

W

W'

I

W

E

D

I'

I

Figura 2

W = 6,3 x m

W’ = W + 6 mm por cada 100 de longitud de brazo

L = 3,2 x m

L’ = 1 + 6 % de 1

D = 4,7 x m

E = 0,8 x m

- Refuerzo para el chavetero (r)

r minimo = a &

Donde:

a = Espesor del cubo

Solera. Cuando el diámetro del agujero A es superior a 100 mm y la longitud delcubo b, es como mínimo, igual a éste, se efectúa una solera de diámetro = e

mm Ae 16+=

mm / b f 122 −=

Donde:

e = Diámetro de solera

f = Ancho de la solera




9

i

g

i

g

r

r

r

r

B

g

h

i

i

c c I

a

f

e

b

b

e

f

i k i

i

g

h

j j

cc

a

I

B

A

d

Figura 3




10

4003503002502001501005025

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

Agujero, en mm

E s p e s o r d e l c u

b o " a " , e n m m

0

m=4m=6m=8m=10m=12

m = 2 0 m = 2 4 m = 2 8

m = 3 2 m = 3 6

m = 1 6

Figura 4b) Llanta

- Espesor de la llanta (g). El valor de g se obtiene con las curvas dadas en laFigura 5.

- Si la longitud del diente es superior a 12 veces el módulo, el valor de g,dado por las curvas, debe ser aumentado en la cantidad siguiente.

( )g = 0,02 B - 12 x m




11

m=4

m = 6

m = 8

m = 10

m = 12 m = 14

m = 1 6

m = 1 8 m = 2 0

m = 2 2 m = 2 4 m = 2 6

m = 2 8 m = 3 0

400350300250200150100500

10

20

30

40

50

60

Número de dientes "z"

E s p e s o r d e

l a l l a n t a " g " , e n m m

m = 3 2

Figura 5




12

- Altura bajo llanta (h). El valor de h se obtiene con las curvas dadas enla Figura 6.

m = 4

m = 6

m = 8 m = 1 0

m = 1 2 m = 1 4

m = 1 6 m = 1 8

m = 2 0 m = 2 2 m = 2 4

m = 2 8 m = 3 2

400350300250200150100500

20

40

60

80

100

120


A l t u r a b a j o l l a n t a "

h " , e n m m

10

30

50

70

80

110

Figura 6

- Refuerzo Central. Si la distancia k entre brazos es superior a 375 mm, esnecesario proveer la rueda de un refuerzo central, tal como se indica en laFigura 3.




13

c) Brazos

- Espesor de los brazos (i). El valor de i se obtiene con las curvas dadas enla Figura 7. Al valor dado por la curva, deberá añadírsele la cantidadexpresada encima de la curva correspondiente.

m=4 Aume nt ar 1 / 8 0 d e B p ar a B >6 0

350300250200150100500

20

40

60


E s p e s o r d e l o s b r a z o s " i " , e n m m

10

30

50

m = 6 Au m e n t ar 1 / 8 0 d e B p ar a B >10 0 m = 8 Au m e n t ar 1 / 8 0 d e B p ar a B >12 5

m = 10 Au m e n t a r 1 / 8 0 d e B p a r a B >15 0

m = 12 Au m e n t a r 1 / 8 0 d e B p a r a B >17 5

m = 14 Au m e n t a r 1 / 8 0 d e B p a r a B > 18 7

m = 16 Au m e n t a r 1 / 8 0 d e B p a r a B > 2 0 0

m = 2 0 Au m e n t a r 1 / 8 0 d e B p a r a B > 2 2 5




Figura 7




14

Distancia del brazo al exterior (J). El valor de J se obtiene con las curvas dadasen la Figura 8. Al valor dado por la curva, deberá añadírsele la cantidadexpresada encima de la curva correspondiente.

Aumentar el 5% por cada25 mm de B que pasende 250 mm

Aumentar el 5% por cada25 mm de B que pasende 200 mm

Aumentar el 5% por cada

25 mm de B que pasende 125 mm

0 5 10 15 20 25 30

5

10

15

20

25

Distancia de los brazos al exterior "j", en mm

M ó d u l o " m "

Figura 8

Altura sobre el Cubo (I)

I = h

Donde:

h = Altura bajo llanta

Ancho de la Base (q). El valor de q se obtiene con las curvas dadas en la Figura 9.Al valor dado en la curva se debe añadir la cantidad indicada encima de la curvacorrespondiente. El ancho q disminuye hacia la llanta, en un 3%aproximadamente.




15

A n c h o d e l o s b r a z o s e n l a b a s e " q " , e n m m

50

050 100


200150 250 350300 400

100

200

150

250

m = 2 Au m e n t a r 1 / 8 d e B p a r a B > 5 5

m = 4 A u m e n t a r 1 / 8 d e B p a r a B > 6 5 m = 6 A u m e n t a r 1 / 8 d e B p a r a B > 1 0 0

m = 8 A u m e n t a r 1 / 8 d e B p a r a B > 1 2 5

m = 1 0 A u m e n t a r 1 / 8 d e B p a r a B > 1 5 0

m = 1 2 A u m e n t a r 1 / 8 d e B p a r a B > 1 7 5

m = 1 4 A u m

e n t a r 1 / 8 d e B p a

r a B > 2 0 0

m = 1 6 A u m

e n t a r 1 / 8

d e B p a r a B > 2 2 5

m = 2 0 A u m

e n t a r 1 / 8 d e B p a r a B > 2 5 0

m = 2 4 A

u m e n t a

r 1 / 8 d e B p a r a B

> 2 7 5

m = 2 8 A

u m e n t a

r 1 / 8 d e B p a r a B

> 3 0 0

m = 3 0 A u m e n t a r 1 / 8

d e B p a r a B > 3 2 5

Figura 9

Espacio libre bajo la llanta. En las ruedas de acero forjado, el nervio central queune los dos brazos laterales, no deberá tocar la llanta, quedando un espaciolibre igual a:

m 13 xm x0,75

Número de Brazos. Este valor depende del diámetro de la rueda.

Cuando:

d < 2 500 mm 5 ó 6 brazos

2 500 < d < 4 000 mm 7 u 8 brazos

d > 4 000 mm 9 ó 10 brazos

Donde:

d = Diámetro primitivo




16

9.2 NORMAS QUE DEBEN CONSULTARSE

La siguiente norma contiene disposiciones que, mediante la referencia dentro de este texto,constituyen la integridad del mismo. En el momento de su publicación era válida la ediciónindicada. Todas las normas están sujetas a actualización; los participantes, mediante acuerdos

basados en esta norma, deben investigar la posibilidad de aplicar la última versión de la normamencionada a continuación.

NTC 1033: Engranajes. Nomenclatura y definiciones.

9.3 DOCUMENTO DE REFERENCIA

INSTITUTO NACIONAL DE RACIONALIZACIÓN DEL TRABAJO (ESPAÑA). Engranajes.Rectos y helicoidales. Madrid, UNE, 1961. 10 p. ilus. (Una Norma Española UNE 18066).

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