Universidad tcnica de ManabFacultad de ciencias matemticas, fsicas y qumicas

Paralelo:8voBCarrera:Ingeniera mecnicaMateria:Diseo de maquinasTema:Calculo y diseo de engranaje recto y cnico de 90 tanto como rueda-pin para la construccin de una maquinaNombre:SANTANA REYES CARLOS EDUARDODocente:ING. ALFREDO ZAMBRANO

NDICE

TEMA3INTRODUCCIN4OBJETIVOS5Objetivo general5CLCULOS PARA FRABRICAR DE ENGRANAJES RECTOS66CLCULOS PARA LA FABRICACIN DEL PIN7PASOS METODOLGICOS PARA CONSTRUIRENGRANAJES DE DIENTES RECTOS RUEDA Y PIN EN EL TALLER8CALCULO DE ENGRANAJES CONICOS10PASOS METODOLGICOS PARA CONSTRUIRENGRANAJES CONICOS DE 90 RUEDA Y PIN EN EL TALLER13MARCO TERICO15ENGRANAJE15TIPOS DE ENGRANAJES15ENGRANAJES DE DIENTES RECTOS17FUNCIONAMIENTO17CARACTERSTICAS17Tipo de circunferencia17Mdulo (m)17Relacin de transmisin17Caractersticas del diente18VENTAJAS, INCONVENIENTES Y APLICACIONES18CNICO-RECTOS18CONCLUSIN21ANEXOS22

TEMA

Calculo y diseo de engranaje recto y cnico de 90 tanto como rueda-pin para la construccin de una maquina en el taller mecnico de la universidad tcnica de Manab.

INTRODUCCIN

Es un tipo de engranaje que se caracteriza por tener ejes paralelos y dientes rectos. Consta de una rueda o cilindro dentado empleado para transmitir un movimiento giratorio o alternativo desde una parte de una mquina a otra. El engranaje motriz se denomina pin, y el conducido rueda. Un conjunto de dos o ms engranajes que transmite el movimiento de un eje a otro se denomina tren de engranajes.Engranaje es una rueda o cilindro dentado empleado para transmitir un movimiento giratorio o alternativo desde una parte de una mquina a otra.Un conjunto de dos o ms engranajes que transmite el movimiento de un eje a otro se denomina tren de engranajes. Los engranajes se utilizan sobre todo para transmitir movimiento giratorio, pero usando engranajes apropiados y piezas dentadas planas pueden transformar movimiento alternativo en giratorio y viceversa.Las ruedas dentadas, engranando entre s, sustituyen a las ruedas de friccin, con la ventaja de mantener la relacin de transmisin constante para cualquier potencia, siempre que los dientes sean suficientemente resistentes y estn construidas de forma debida (normas UNE).Los engranes cnicos permiten que los ejes trabajen en ngulo, casi siempre de 90. Los dientes pueden ser rectos o en espiral. Al igual que con los engranes cilndricos, los de dientes rectos provocan ms ruido y vibraciones. Los de dientes en espiral, por su parte, requieren mayor precisin en la alineacin y permiten menos juego interno en los rodamientos. Un engranaje es un mecanismo formado por dos ruedas dentadas que giran alrededor de unos ejes cuya posicin relativa es fija. En todo engranaje son necesarias, al menos, dos ruedas dentadas; por tanto, no es correcto llamar engranaje a una sola rueda dentada. En un engranaje de dos ruedas, se llama rueda a la de mayor nmero de dientes y pin al la de menor diente.Los engranajes son mecanismos que se utilizan para la transformacin de velocidades tanto en magnitud como en direccin.OBJETIVOSObjetivo generalCalcular y construir engranaje recto y cnico de 90 tanto como rueda-pin para la construccin de una maquina en el taller mecnico de la universidad tcnica de Manab.Objetivo especificoElaborar pasos metodolgico para proceder el montaje de los engranaje de dientes recto y conicos de 90 como son rueda y pin.Realizar el dimensionamiento de la rueda y el pin de acuerdo a los clculos realizados, establecindose de esta manera el dimetro exterior y el ancho de la rueda.

CLCULOS PARA FRABRICAR DE ENGRANAJES RECTOS DATOS:

Juego CLCULOS PARA LA FABRICACIN DEL PIN # DE AGUJEROS EN EL DISCO

PASOS METODOLGICOS PARA CONSTRUIRENGRANAJES DE DIENTES RECTOS RUEDA Y PIN EN EL TALLERPara la elaboracin de artculosmecnicos como ser engranajes de dientes rectos,se siguen los siguientes pasos metodolgicos:1.-Se procede a realizar el dimensionamiento de la rueda y el pin de acuerdo a los clculos realizados, establecindose de esta manera el dimetro exterior y el ancho de la rueda.2.- Se procedea elaborar eleje roscado (mandril de fuerza),sobre la cualse ha de realizarel montaje de la masa sobre la que se fresar los dientes, siguiendo las operacionesfundamentaleseneltorno(refrentado;elaboracindeagujerosdecentro;cilindrado; ranura do y roscado) de acuerdo a lo que se establece en el plano correspondiente.3.- Se procede a mecanizar las diferentes superficies de la masa sobre la cual se fresara la cantidad de dientes previamente calculadas, siguiendo las operaciones fundamentales de torneado necesarias (refrentado; cilindrado; elaboracin de agujero; torneado entre puntas),respetando los diferentes datos obtenidos del dimensionamiento de la rueda y del pin correspondiente.4.- Una vez preparada la masa destinada a la rueda, se procede a efectuar el montaje de lapieza entre puntas en la mquina fresadora dispuesta horizontalmente, utilizando para ello el cabezal divisor; contrapunto mvil y la brida de arrastre.5.- Se procede a efectuar el montaje en el rbol porta fresa y centrado de la fresa elegida en funcin del nmero de dientes a mecanizar y mdulo elegido.6.- Se efecta la divisin en el cabezal divisor, la cul debe corresponder al nmero de dientes a fresar, pudiendo ser, la divisin directa; indirecta; o diferencial.7.- Se determinala altura de corte equivalente a la altura deldiente a fresar desplazando la mnsula sobre la cul se halla montado la mesa de la fresadora, de manera vertical utilizando el tornillo telescpico,(se debe tener en cuenta que el nmero de pasadas que se van a dar hasta alcanzar la altura del diente, esta en funcin del material que se ha de fresar, materiales como el aluminio, se la realiza de una sola pasada, materiales comoel acero se la realiza en varias pasadas).8.- Se procede a seleccionar la velocidad de rotacin que se utilizar para el mecanizado correspondiente, la cul est en funcinde la herramienta a utilizar y del material afresar.9.- Una vez realizada las anteriores operaciones se pone en funcionamiento la mquina y se efecta el corte de la primera ranura, desplazando la mesa longitudinalmente, terminada la operacin se retorna al inicio yse procede a realizar un divisin en el cabezal divisor, y nuevamente se desplaza la mesa para realizar la segunda ranura, retornando luego al inicio,para luego efectuar una nueva divisin en el cabezal divisor, esta operacin se la debe realizar hasta que la masa d una vuelta completa y se obtengan todos los dientes solicitados.10.- Por ltimo, una vez concluido el fresado de todos los dientes, el engranaje se lo lleva al torno para proceder con la eliminacin de las rebabas, producto del corte en la fresadora, utilizando para tal efecto la cuchilla o un lima adecuada.11.- Toda la operacin anteriormente realizada se la debe efectuar para elaborar el pin.12.- En cada uno de los pasos que se desarrollan debe tenerse en cuenta los diferentes aspectosde seguridad industrial y deproduccin ms limpia.

CALCULO DE ENGRANAJES CONICOS

DATOS:Angulo de 90Modulo= 1.75Zr= 60Zp= 36

-----------------------------RUEDA -----------------------------

Angulo medio

Arctg 1,66 = 58,93 Angulo complementario del pionAp= 90-ArAp= 90-58,93 = 31,07 Dimetro primitivo de la ruedaDpr=M Zr= 1.75 60 = 105 mm Dimetro exterior de la rueda Der = Dpr + 2(Mcos Ar)Der = 105 + 2(1.75 cos 58,93)= 106.80 mm Longitud del diente de la ruedaLr= 8M = 81.75 = 14mm Numero imaginario de dientes de la ruedaZir = = = 119.75 Mdulo de la parte interior de la ruedaMir= = Paso circular de la ruedaPcr= M = 3,141.75 =5.50 mm Grueso del diente de la ruedaGcr = = Dimetro primitivo de la parte interior del diente de la rueda Dpir= Longitud de la generatriz del cono primitivo de la ruedaLong R Angulo de la cabeza

Arctg 0,03= 115'

Angulo del pie del diente de la rueda

Arctg 0,05 = 229'

Longitud del interior del diente hasta el vrtice de la ruedaLir =LR Lr = 86,74 - 24 = 62,74 Angulo de torneado de la cabeza del diente de la rueda+148'= Angulo de fresado del pie del diente317'= Longitud del cono complementarioLccr=Lr tg Ar = tg 56, 30=130, 06

-----------------------------PION ------------------------------

Angulo medio

Arctg 0,67 = 33,69 Angulo complementario del pionAp= 90-ArAp= 90-33,69= 56,31 Dimetro primitivo del pion Dpp=M Zp= 3.5 32 = 96 mm Dimetro exterior del pion Dep = Dpp + 2(Mcos Ap)Dep = 96 + 2(3.5 cos33, 69)= 100,99 mm Longitud del diente del pionLp= 8M = 83.5 = 24mm Numero imaginario de dientes del pionZip = = =38, 45 Mdulo de la parte interior del pionMip= = Paso circular del pionPcp= M = 3,143.5 =9,42 mm Grueso del diente del pionGcp = = Dimetro primitivo de la parte interior del diente del pionDpip= Longitud de la generatriz del cono primitivo del pionLong P Angulo de la cabeza

Arctg 0,03= 148'

Angulo del pie del diente del pion

Arctg 0,06 = 317' Longitud del interior del diente hasta el vrtice del pionLip =LP Lp = 86,53 - 24 = 62,53 Angulo de torneado de la cabeza del diente del pion+148'= Angulo de fresado del pie del diente317'= Longitud del cono complementarioLccp=Lp tg Ap = tg 33, 69= 57, 67

PASOS METODOLGICOS PARA CONSTRUIRENGRANAJES CONICOS DE 90 RUEDA Y PIN EN EL TALLERPara la elaboracin de artculosmecnicos como ser engranajes conicos de 90,se siguen los siguientes pasos metodolgicos:1.-Se procede a realizar el dimensionamiento de la rueda y el pin de acuerdo a los clculos realizados, establecindose de esta manera el dimetro exterior y el ancho de la rueda.2.- Se procedea elaborar eleje roscado (mandril de fuerza),sobre la cualse ha de realizarel montaje de la masa sobre la que se fresar los dientes, siguiendo las operacionesfundamentaleseneltorno(refrentado;elaboracindeagujerosdecentro;cilindrado; ranura do y roscado) de acuerdo a lo que se establece en el plano correspondiente.3.- Se procede a mecanizar las diferentes superficies de la masa sobre la cual se fresara la cantidad de dientes previamente calculadas, siguiendo las operaciones fundamentales de torneado necesarias (refrentado; cilindrado; elaboracin de agujero; torneado entre puntas),respetando los diferentes datos obtenidos del dimensionamiento de la rueda y del pin correspondiente.4.- Una vez preparada la masa destinada a la rueda, se procede a efectuar el montaje de lapieza entre puntas en la mquina fresadora dispuesta horizontalmente, utilizando para ello el cabezal divisor; contrapunto mvil y la brida de arrastre.5.- Se procede a efectuar el montaje en el rbol porta fresa y centrado de la fresa elegida en funcin del nmero de dientes a mecanizar y mdulo elegido.6.- Se efecta la divisin en el cabezal divisor, la cul debe corresponder al nmero de dientes a fresar, pudiendo ser, la divisin directa; indirecta; o diferencial.7.- Se determinala altura de corte equivalente a la altura deldiente a fresar desplazando la mnsula sobre la cul se halla montado la mesa de la fresadora, de manera vertical utilizando el tornillo telescpico,(se debe tener en cuenta que el nmero de pasadas que se van a dar hasta alcanzar la altura del diente, esta en funcin del material que se ha de fresar, materiales como el aluminio, se la realiza de una sola pasada, materiales comoel acero se la realiza en varias pasadas).8.- Se procede a seleccionar la velocidad de rotacin que se utilizar para el mecanizado correspondiente, la cul est en funcinde la herramienta a utilizar y del material afresar.9.- Una vez realizada las anteriores operaciones se pone en funcionamiento la mquina y se efecta el corte de la primera ranura, desplazando la mesa longitudinalmente, terminada la operacin se retorna al inicio yse procede a realizar un divisin en el cabezal divisor, y nuevamente se desplaza la mesa para realizar la segunda ranura, retornando luego al inicio,para luego efectuar una nueva divisin en el cabezal divisor, esta operacin se la debe realizar hasta que la masa d una vuelta completa y se obtengan todos los dientes solicitados.10.- Por ltimo, una vez concluido el fresado de todos los dientes, el engranaje se lo lleva al torno para proceder con la eliminacin de las rebabas, producto del corte en la fresadora, utilizando para tal efecto la cuchilla o un lima adecuada.11.- Toda la operacin anteriormente realizada se la debe efectuar para elaborar el pin.12.- En cada uno de los pasos que se desarrollan debe tenerse en cuenta los diferentes aspectosde seguridad industrial y deproduccin ms limpia.

MARCO TERICOENGRANAJEEngranaje es una rueda o cilindro dentado empleado para transmitir un movimiento giratorio o alternativo desde una parte de una mquina a otra.Un conjunto de dos o ms engranajes que transmite el movimiento de un eje a otro se denomina tren de engranajes. Los engranajes se utilizan sobre todo para transmitir movimiento giratorio, pero usando engranajes apropiados y piezas dentadas planas pueden transformar movimiento alternativo en giratorio y viceversa.TIPOS DE ENGRANAJESLa principal clasificacin de los engranajes se efecta segn la disposicin de sus ejes de rotacin y segn los tipos de dentado. Segn estos criterios existen los siguientes tipos de engranajes:Ejes paralelos: Cilndricos de dientes rectos Cilndricos de dientes helicoidales Doble helicoidalesEjes perpendiculares Helicoidales cruzados Cnicos de dientes rectos Cnicos de dientes helicoidales Cnicos hipoides De rueda y tornillo sinfnPor aplicaciones especiales se pueden citar: Planetarios Interiores De cremalleraPor la forma de transmitir el movimiento se pueden citar: Transmisin simple Transmisin con engranaje locoTransmisin compuesta. Tren de engranajesTransmisin mediante cadena o polea dentada Mecanismo pin cadena Polea dentadaCaractersticas que definen un engranaje de dientes rectosLos engranajes cilndricos rectos son el tipo de engranaje ms simple y corriente que existe. Se utilizan generalmente para velocidades pequeas y medias; a grandes velocidades, si no son rectificados, o ha sido corregido su tallado, producen ruido cuyo nivel depende de la velocidad de giro que tengan.

ENGRANAJES DE DIENTES RECTOS

FUNCIONAMIENTO

Su funcionamiento consiste en que el engranaje motriz (pin) gira en un sentido, gracias a un motor, y al estar en contacto con el segundo engranaje (rueda) hace que ste se mueva en sentido contrario. La velocidad con que gire la rueda depender de la velocidad del pin y de sus dimetros.

CARACTERSTICAS

Las principales carcteristicas de un engranaje de dientes rectos son:

Tipo de circunferencia

-Circunferencia primitiva: es una circunferencia hipottica en la se encontraran unas ruedas de friccin. Las circunferencias primitivas del pin y la rueda son tangentes. -Circunferencia interior: su radio va del centro del engranaje a la parte interior de los dientes. -Circunferencia exterior: su radio va desde el centro del engranaje a la parte exterior de los dientes.

Mdulo (m)

Valor del dimetro de una circunferencia que tiene como longitud el valor del paso

Relacin de transmisin

-Relacin de transmisin (i) = N de dientes del pin: N de dientes de la rueda -Relacin de transmisin (i) = velocidad de la rueda: velocidad del pin

Caractersticas del diente

VENTAJAS, INCONVENIENTES Y APLICACIONES

Presentan la ventaja de ser muy fciles de fabricar, pero tienen el inconveniente de ser muy ruidosos y porducir vibraciones. Se suelen emplear en mecanismos en los que la potencia a transmitir y el nmero de revoluciones no es muy grande. Algunas aplicaciones son los mecanismos de un planetario y los de un reloj.

CNICO-RECTOSEfectan la transmisin de movimiento de ejes que se cortan en un mismo plano, generalmente en ngulo recto, por medio de superficies cnicas dentadas. Los dientes convergen en el punto de interseccin de los ejes. Son utilizados para efectuar reduccin de velocidad con ejes en 90. Estos engranajes generan ms ruido que los engranajes cnicos helicoidales. Se utilizan en transmisiones antiguas en forma de reparacin. En la actualidad se usan escasamente.

Se fabrican a partir de un trozo de cono, formando los dientes por fresado de su superficie exterior. Los dientes pueden ser rectos, helicoidales o curvos. Esta familia de engranajes soluciona la transmisin entre ejes que se cortan y que se cruzan. Los engranajes cnicos tienen sus dientes cortados sobre la superficie de un tronco de conoCnico-rectos:Efectan la transmisin de movimiento de ejes que se cortan en un mismo plano, generalmente en ngulo recto, por medio de superficies cnicas dentadas. Los dientes convergen en el punto de interseccin de los ejes.Son utilizados para efectuar reduccin de velocidad con ejes en 90. Estos engranajes generan ms ruido que los engranajes cnicos helicoidales. Se utilizan en transmisiones antiguas en forma de reparacin. En la actualidad se usan escasamente.Cnico-helicoidales: Engranajes cnicos con dientes no rectos.Al igual que el anterior se utilizan para reducir la velocidad en un eje de 90. La diferencia con el cnico recto es que posee una mayor superficie de contacto. Es de un funcionamiento relativamente silencioso. Se utilizan en las transmisiones posteriores de camiones y automviles de la actualidad.Cnico-espirales: En los cnico-espirales, la curva del dienteen la rueda-plana, depende del procedimiento o mquina de dentar, aplicndose en los casos de velocidades elevadas para evitar el ruido que produciran los cnico-rectos.Cnico-hipoides: Para ejes que se cruzan, generalmente en ngulo recto, empleados principalmente en el puente trasero del automvil y cuya situacin de ejes permite la colocacin de cojinetes en ambos lados del pin. Parecidos a los cnicos helicoidales, se diferencian en que el pin de ataque esta descentrado con respecto al eje de la corona. Esto permite que los engranajes sean ms resistentes. Este efecto ayuda a reducir el ruido del funcionamiento. Se utilizan en mquinas industriales y embarcaciones, donde es necesario que los ejes no estn al mismo nivel por cuestiones de espacio.En general, los engranajes cnicos se suelen emplear para ejes que se cortan a 90:; sin embargo, pueden fabricarse, tambin, para un ngulo cualquiera.Aqu mostraremos como dibujar los engranajes para ejes a 90:.Las medidas de los engranajes cnicos de dientes rectos se calculan en funcin del mdulo, el nmero de dientes y el ngulo de posicin de los ejes.Un par de engranajes cnicos han de calcularse conjuntamente formando pareja porque el semingulo de los conos primitivos ha de complementarse, es decir, sumar 90:; por esta razn no pueden intercambiarse con otros engranajes de distinto nmero de dientes que los calculados.Los dientes se definen sobre la base mayor del cono primitivo.Cuando se proyectan sobre el perfil complementario, tienen la misma forma que la de un engranaje cilndrico de dientes rectos que tiene un radio primitivo igual a la generatriz del cono complementario.

CONCLUSIN

Engranajes de dientes rectos de una rueda o cilindro dentado empleado para transmitir un movimiento giratorio o alternativo desde una parte de una mquina a otra. Los engranajes se utilizan sobre todo para transmitir movimiento giratorio, pero usando engranajes apropiados y piezas dentadas planas pueden transformar movimiento alternativo en giratorio y viceversa.Se puede decir que Los engranes cnicos permiten que los ejes trabajen en ngulo, casi siempre de 90 Efectan la transmisin de movimiento de ejes que se cortan en un mismo plano, generalmente en ngulo recto, por medio de superficies cnicas dentadas. Los dientes convergen en el punto de interseccin de los ejes.

ANEXOS