TRABAJO PRÁCTICO Nº 1 Calculo de las Dimensiones de las ...

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TRABAJO PRÁCTICO Nº 1 Calculo de las Dimensiones de las Ruedas Dentadas Rectas Ejercicio nº 1: Determinar todos los parámetros de una rueda dentada de Z = 12 dientes y modulo M = 18mm que gira a n = 50 rpm, determinar además que fuerza transmite si desarrolla una potencia de N = 20 CV.- Ejercicio nº 2: Determinar todos los parámetros de una rueda dentada de Z = 48 dientes y Dp = 7” ½” que gira a n = 50 rpm, determinar además que fuerza transmite si desarrolla una potencia de N = 20 CV.- Ejercicio nº3 Determinar la velocidad periférica o tangencial de la circunferencia primitiva de una rueda dentada recta de Z = 30 dientes que gira a n = 120 rpm y tiene un modulo M = 5 mm. Ejercicio nº4 Determinar el Dp1 de una rueda dentada recta de Z1 = 60 dientes que engrana con otra de Z2 = 15 dientes y que tiene un Dp2 = 108,75 mm. Luego determinar la relación de transmisión i entre el piñón Z1 y la rueda Z2.- Ejercicio nº5. Cuál es la distancia entre los ejes L que les corresponde a dos ruedas dentadas de modulo M = 7,5 mm si tienen Z1 = 38 dientes y Z2 = 24 dientes respectivamente.- Ejercicio nº 6: Si la distancia entre dos ruedas dentadas es de L = 360 mm y sus velocidades de rotación son n1 = 120 rpm y n2 = 240 rpm respectivamente determinar Dp1 y Dp2.- Ejercicio nº 7: Conociendo de una rueda dentada su diámetro primitivo Dp = 165 mm y su número de dientes Z = 30 d. Determinar su paso circunferencial pc.- Ejercicio nº 8: Tenemos el diámetro exterior De1 = 250 mm y el numero de dientes Z1 = 48 dientes de una rueda y se necesita hacerla engranar con otra cuya relación Z2 / Z1=1/3. Determinar el diámetro exterior De2, su módulo M , los diámetros primitivos Dp1 y Dp2 y la longitud L entre los ejes.- Ejercicio nº 9 Un juego de engranajes formado por un piñón y una rueda conducida están a una distancia L = 840 mm y transmiten una potencia de N = 20 CV. Las velocidades de rotación son, para el piñón n1 = 60 rpm, y para la rueda n2 = 150 rpm. Se pide determinar: a) los diámetros primitivos de las ruedas Dp1 y Dp2 b) la relación de transmisión. i.- c) la velocidad periférica de sus circunferencias primitivas vp1 y vp2 d) la fuerza tangencial. P.- Ejercicio nº 10: Determinar el rendimiento Ƞ de dos ruedas dentadas de perfil a evolvente de modulo M = 8 mm y sus números de dientes Z1 = 20 dientes y Z2 = 30 dientes si se transmite una potencia de 5 CV, girando a n = 120 rpm y están el mal estado. Ejercicio nº 11: Dos ruedas dentadas de modulo M = 12 mm engranan entre sí; una de Z1 = 40 dientes y la otra Z2 = 100 dientes. La potencia que transmite la menor es de N = 20 CV a n = 150 rpm. Determinar la fuerza que transmiten P y el rendimiento η de esta transmisión admitiendo que las ruedas están en buen estado y en mal estado.

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TRABAJO PRÁCTICO Nº 1

Calculo de las Dimensiones de las Ruedas Dentadas Rectas Ejercicio nº 1: Determinar todos los parámetros de una rueda dentada de Z = 12 dientes y modulo M = 18mm que gira a n = 50 rpm, determinar además que fuerza transmite si desarrolla una potencia de N = 20 CV.-

Ejercicio nº 2: Determinar todos los parámetros de una rueda dentada de Z = 48 dientes y Dp = 7” ½” que gira a n = 50 rpm, determinar además que fuerza transmite si desarrolla una potencia de N = 20 CV.-

Ejercicio nº3 Determinar la velocidad periférica o tangencial de la circunferencia primitiva de una rueda dentada recta de Z = 30 dientes que gira a n = 120 rpm y tiene un modulo M = 5 mm.

Ejercicio nº4 Determinar el Dp1 de una rueda dentada recta de Z1 = 60 dientes que engrana con otra de Z2 = 15 dientes y que tiene un Dp2 = 108,75 mm. Luego determinar la relación de transmisión i entre el piñón Z1 y la rueda Z2.-

Ejercicio nº5. Cuál es la distancia entre los ejes L que les corresponde a dos ruedas dentadas de modulo M = 7,5 mm si tienen Z1 = 38 dientes y Z2 = 24 dientes respectivamente.-

Ejercicio nº 6: Si la distancia entre dos ruedas dentadas es de L = 360 mm y sus velocidades de

rotación son n1 = 120 rpm y n2 = 240 rpm respectivamente determinar Dp1 y Dp2.-

Ejercicio nº 7: Conociendo de una rueda dentada su diámetro primitivo Dp = 165 mm y su

número de dientes Z = 30 d. Determinar su paso circunferencial pc.-

Ejercicio nº 8: Tenemos el diámetro exterior De1 = 250 mm y el numero de dientes Z1 = 48 dientes de una rueda y se necesita hacerla engranar con otra cuya relación Z2 / Z1=1/3. Determinar el diámetro exterior De2, su módulo M , los diámetros primitivos Dp1 y Dp2 y la longitud L entre los ejes.-

Ejercicio nº 9 Un juego de engranajes formado por un piñón y una rueda conducida están a una distancia L = 840 mm y transmiten una potencia de N = 20 CV. Las velocidades de rotación son, para el piñón n1 = 60 rpm, y para la rueda n2 = 150 rpm. Se pide determinar: a) los diámetros primitivos de las ruedas Dp1 y Dp2 b) la relación de transmisión. i.- c) la velocidad periférica de sus circunferencias primitivas vp1 y vp2 d) la fuerza tangencial. P.-

Ejercicio nº 10: Determinar el rendimiento Ƞ de dos ruedas dentadas de perfil a evolvente de modulo M = 8 mm y sus números de dientes Z1 = 20 dientes y Z2 = 30 dientes si se transmite una potencia de 5 CV, girando a n = 120 rpm y están el mal estado.

Ejercicio nº 11: Dos ruedas dentadas de modulo M = 12 mm engranan entre sí; una de Z1 = 40 dientes y la otra Z2 = 100 dientes. La potencia que transmite la menor es de N = 20 CV a n = 150 rpm. Determinar la fuerza que transmiten P y el rendimiento η de esta transmisión admitiendo que las ruedas están en buen estado y en mal estado.

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Elementos de Máquinas II 22/03/21

Trabajo Práctico nº 2 (Cuestionario Nº 1)

RUEDAS DENTADAS RECTAS

1. Que es, como se compone y como funciona un engrane de las ruedas dentadas.-

2. Dibuje una parte de la rueda dentada e indique y defina todos los elementos que

la componen.

3. Que es el círculo de base, como lo obtiene y que valores suele tener el ángulo de

presión. .

4. Cuantos pasos y módulos tenemos, dibújelos y defínalos.

5. Defina que es el perfil de evolvente y como lo indicaría dibujándola.

6. Cuáles son las características de los diente con perfil de evolvente.

7. Dibuje los juegos entre flancos y de profundidad de dos ruedas dentadas y

porque deben existir.

8. Que determina la línea de engrane de dos ruedas con respecto al punto de

tangencia y que condición se debe cumplir.

9. Si tomamos un engrane de dos ruedas dentadas, cuáles son las expresiones con

las que calculamos el esfuerzo y la potencia perdida.

10. Cuáles son los componentes de las expresiones de la pregunta anterior e

indique en función de que varían.

11. De acuerdo a las expresiones con las que se calcula el rendimiento, en función

de que variable aumenta o disminuye.

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TRABAJO PRÁCTICO Nº 3

Calculo de la Resistencia de las Ruedas Dentadas

Ejercicio nº 1: Una rueda dentada de radio R1 correspondiente a un reductor de velocidad, con una relación de transmisión i =1,3, está unida a un árbol I, y le transmite un movimiento a otra de radio R2, sobre un eje II que acciona un tambor que levanta o deja descender un cuerpo de carga Q. La potencia sobre el eje I es de N =11CV su velocidad de rotación es n = 63 rpm y su número de dientes Z1 = 16 d Se pide determinar: El modulo M, el paso de los dientes p, los diámetros primitivo Dp, y el exterior De, y el ancho b, de la rueda, considerando que la carga se aplica en la arista del diente y que los engranajes son de bronce mecanizado y giran a una velocidad v = 5 m/seg.- Determinar además el valor de Z2 y el de la carga Q.- Según el enunciado se aplica la variante de la primera hipótesis de cálculo: Carga en la arista del diente

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Ejercicio nº 2: Una rueda dentada de fundición gris debe transmitir un momento de rotación Mr = 200 Kgm, de aproximadamente un Ø = 500 mm en la circunferencia primitiva y construida con un ángulo de presión = 15º.- Determinar: el modulo M, su diámetro primitivo Dp, su diámetro exterior De y su ancho b, y el nº de dientes Z.- método de la variante de la primera hipótesis --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Ejercicio nº 3: Una rueda dentada debe transmitir un momento de rotación Mr = 200 Kgm. Debe construírsela de acuerdo a la exigencia del trabajo de acero al cromo-níquel con porcentajes de 1,25% de Ni, 0,6 % de Cr, y 0,45 % de C. siendo templada en aceite y revenida. Si su diámetro primitivo es aproximadamente, Dp = 150 mm Se solicita determinar todos los elementos de la rueda dentada y verificar la tensión de trabajo aplicando el método del esfuerzo compresión máximo en la raíz del diente, considerando que tiene un ángulo de presión � = 15ª.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Ejercicio nº 4: Un motor de N = 15 CV con n= 1500 rpm acciona un piñón de Z = 20 dientes enchavetado en su propio eje. Este piñón le transmite el movimiento a una rueda de diámetro cuatro veces mayor, i = 4/1 considerándose un trabajo normal. Se solicita determinar el valor del modulo de estas ruedas y la verificación de la tensión admisible por el método del coeficiente de carga, y teniendo en cuenta que el piñón está hecho con acero con una resistencia a la tracción Kz = 70 a 85 Kg/mm2 y para la rueda acero moldeada con Kz = 52 kg/mm2 considerando un esfuerzo de flexión con cargas alternativas variables y un C3=1. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Ejercicio nº 5 Resolver el ejercicio anterior de un motor de N = 15 CV con n= 1500 rpm que acciona un piñón de Z = 20 dientes pero considerando para el piñón un material de fibra textil y resina prensada con una resistencia a la tracción Kz = 250 Kg/cm2 y adoptándose un modulo de 6,5 mm y un diámetro primitivo de 90 mm para el piñón. Determinar el verdadero valor del modulo y verificar el valor de la tensión admisible. método del coeficiente de carga,

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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Ejercicio nº 6 Una rueda de fundición debe presentar un radio primitivo de aprox. 250 mm y transmitir un momento Mr = 400 kgm determinar el modulo y el largo del diente, considerando un �= 15º. Aplicando Lewis.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Ejercicio nº 7 Calcular las dimensiones que deben darse a una rueda dentada de acero cromo-níquel de 1,25% de Ni – 0,60 % ce Cr y 0,45% de C. templada en aceite y revenida considerando que tiene un Diámetro primitivo Dp = 150 mm y debe transmitir un Mr de 200 Kgm con un α = 15º Aplicando Lewis.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Ejercicio nº 8 Una rueda tiene un diámetro primitivo Dp = 100 mm, ha sido construida con acero de 0,46% C templada y revenida, debe transmitir una potencia N = 120 CV a 1500 rpm. Calcular el modulo y el largo del diente de altura normal para un α= 20º. Aplicando Lewis.

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Elementos de Máquinas II Año 2021

Trabajo Practico nº 4 (Cuestionario Nº 2)

Cálculos de la Resistencia de las Ruedas Dentadas Rectas

1- Porque en un engrane de las ruedas dentadas solo se considera la existencia de una sola fuerza horizontal?

2. Cuantas hipótesis de cálculos tenemos si consideramos que los dientes trabajan a la flexión. En que se basa cada una y a que conclusión llegan. 3. En el caso de considerar que el diente trabaja a la compresión cual es la sección que soporta el esfuerzo? Y de acuerdo a varia la tensión que soporta. 4. En el método de cálculo de los coeficientes, Cuantos tenemos? De acuerdo a que parámetros los elegimos. 5. En el método de cálculo de los coeficientes en función de que valores se calcula el modulo del engranaje. 6. En el método de LEWIS, considerando que la rueda dentada transmite una fuerza, que factores intervienen en los cálculos de P, M, y b, de donde se los obtiene y en función de qué? 7. En el método de LEWIS, considerando que la rueda dentada transmite una potencia, que factores intervienen cálculos de P, M, y b, de donde se los obtiene y en función de qué? 8. En todos los casos cuantas formas de obtener el valor del ancho del diente b tenemos, cual es el más efectivo. 9. Al poner en marcha un eje con una rueda dentada que engrana con otra, que se genera? Y que factores debemos conocer para calcularlo. 10. De acuerdo a todas las tablas que utilizo, que parámetros considera los dos más principales para el cálculo de la resistencia de los dientes de un engranaje?

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INSTITUTO TECNICO LA FALDA

ASIGNATURA: ELEMENTOS DE MAQUINAS II

Unidad Nº2: Estudio dinámico de los engranajes de ejes paralelos y dientes rectos.Cálculo de la resistencia de los dientes, distintos métodos, Método de Lewis. Carga dinámica en los dientes, valores aproximados, Capacidad de transmisión

Estudio dinámico de las ruedas dentadas En la figura 11 tenemos un motor que gira a determinadas rpm, con un piñón montado sobre su eje y que le transmite a otra rueda una fuerza tangencial P. Esta fuerza por su distancia r al eje del árbol motor genera un momento o par torsor cuyo valor es: Mt = P .r Este valor se puede obtener conociendo la potencia del motor N por medio de la expresión:

N = ��

���� � /���

��� /���(75 para pasar de Kgm/seg a CV)

porque 1 CV = 75 Kgm / seg

La velocidad es: v = π d n = ���� Como tenemos que pasar los minutos a segundos dividimos por 60 seg/min y para pasar los cm a m dividimos por 100 cm/m. Entonces queda:

v = ����

��.��.���

y reemplazando este valor en la expresión de N nos

queda:

N = �����

��.��.��� =

��

��.��.��� . P r n

despejando el valor de P queda: P =��.��.���

��

�� = 71620

�� → P . r = 71620

y reemplazando en la expresión de Mt queda: Mt = P . r = 71620�

Donde Mt: momento torsor N: potencia, es dato n: nº de rpm, es dato r: radio circunferencia primitiva en cm Si en cambio se conoce el Mr (momento de rotación)

Mr = P.r despejando P = ��

Para determinar la carga P que actúa sobre un diente del engranaje se supone que solamente un diente del piñón está en contacto con otro de la corona o rueda conducida. A esta fuerza tangencial P que se considera aplicada en el punto de contacto de los dos dientes y que se produce sobre sus circunferencias primitivas, la debemos descomponer en sus dos componentes, una radial Pr y otra normal o perpendicular Pn, como se puede observar en las figuras 12, según el sentido de giro de la conductora. La dirección de Pr la obtenemos trazando desde el punto de contacto una recta radial y la dirección de Pn una perpendicular a dicho punto y luego trazando desde el extremo de P una vertical obtenemos las magnitudes de Pr y Pn. Nos queda formado así el ángulo �y por trigonometría: Página 1

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Cos� = ���.���

���������� =

�� → Pn =

����

Sen � = ���.��

����������=

��

��→ Pr = Pn sen�

El valor de �puede valer de 15º a 20º según sea el sistema por lo que el valor de su coseno estará dentro de 0,965 a 0,925 y si adoptamos un valor medio 0,94 se tiene:

Pn = �

�.��= 1,06 P ≡ Pn

Y esto implica que desaparece Pr por lo que en la práctica se toma Pn = P repartida igualmente en toda la longitud del diente. Para el estudio de la resistencia del diente bajo la acción de esta fuerza es aconsejable buscar la hipótesis más desfavorable existiendo varias.

1º hipótesis: Carga repartida en la arista de la cabeza. En la fig13 tenemos que la fuerza P repartida a lo largo del diente provoca un momento

flector: Mf = P .h (1)

Otra forma de obtener el Mf es multiplicando el modulo

resistente W de la sección que soporta el esfuerzo por

el coeficiente de trabajo Kf en Kg/cm2

Si el modulo resistente de la sección es: W = ���

Mf =���

� Kf (2)

Igualando las expresiones (1) y (2) tenemos:

P.h = ���

�Kf (3)

Los valores a, b y h se expresan en función del paso p Por medio de las expresiones. El valor de a = .p el valor de b sale de: β = b/p → b = β . p

el valor de h = 2.2��

Si reemplazamos todos estos valores en la expresión (3) tendremos:

P . 2.2��=������

�Kf (4)

por otra parte D = M . Z = �

� Z si reemplazamos el D por 2R nos queda: 2R =

� Z →R =

��

��

siahora multiplicamos el primer termino de la (4) por R y el segundo por su

igual��2�

obtendremos: P R 2.2�� =

������

���

��Kf

si ahora reemplazamos P.R por su igual Mt simplificamos los π

reemplazamos el valor de α = 0,52 p → α2 = 0,522 p2 = 0,27p2 agrupamos los términos constantes y despejando el valor de p llegamos a :

p = ������

����

�����í��ú������100��:4.64 →p = 4,64�

��

����

�(aquí p esta en cm)

como el valor del paso no es cómodo para elegir la fresa, vamos a poner la ecuación en función del modulo y para ello dividimos ambos miembros por π, entonces:

M =��= ������������

� =

� 4,64 �

��

����

4,64 dividido por 3.1416 = 1,47 y si multiplicamos por 10 para obtener el resultado en mm

nos queda 14,7 luego: M = 14,7 ���

����

�(mm) página 2

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Con esta expresión podemos obtener el valor del módulo de nuestra rueda dentada y la fresa para tallarla, teniendo en cuenta el Mt, el valor de Z y el valor de Kf, y así nos aseguramos que podrá transmitir el momento torsor a la que será sometida, considerando que la fuerza P esta aplicada en la arista del diente.

2º hipótesis: Carga repartida sobre la circunferencia primitiva. (fig.14) Aquí también partimos con las mismas consideraciones del caso anterior, con la diferencia

que el valor de h ahora es d luego: P.d =���

�Kf

d es el dedendun y vale 1,166 M= �

El valor de a = 0,52 p El valor de b = β p Reemplazando estos valores y con un desarrollo similar al anterior se llega a:

p = 3,83 ���

����

�(cm) y para ponerla en función del

módulo y este valor en mm como el caso anterior:

M = 12,2 ���

����

�(mm)

Con esta expresión estamos en las mismas condiciones que el caso anterior pero cuando consideramos la carga P repartida sobre la circunferencia primitiva.

Variante de la primera hipótesis. Partimos de la expresión:

Mf = P .h = ���

�Kf (3) si a = 0,52 p y h = 2,2 p/π

Reemplazando tenemos: P . 2,2�� =

�(�.���)�

�kf

y despejando P nos queda: P = �(�.���)�

�,���k f π =

��.�����

�,���k f π

Si simplificamos los pasos p y agrupamos todos los valores constantes en otro valor al que

llamaremos c nos queda: P = b .p .c (I) → c =�.��

�,�.�k f π

Pero el valor del paso es p = M π e introduciéndolo en la última expresión (I) nos queda:

P = b π M c

Y si despejamos el valor del modulo obtenemos: M =�

���

por otra parte despejando P de la expresión :P . R = 71620�

�obtenemos: P =

������

��(II)

igualando las expresiones ( I ) Y (II)������

��= b . p .c (III)

De la expresión D = Z M → D = Z �

� → 2 R = Z

��

→ 2 π R = Zp → R = ��

��

y si el valor de b = β p siendo β un coeficiente. (Ver más adelante)

Reemplazando en la expresión (III) nos queda:��������

���= β p p c y despejando el valor

de p que es lo que queremos: ��������

����= p p p → p3 =

������������

→ p = ��������

����

luego: p = 10 �����

����

� y M =

��� P = fuerza

En la tabla V tenemos los valores de c. página 3

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En la tabla VI tenemos los valores de kf en Kg/cm2y los valores de c más utilizados en la práctica, si bien los debemos afectar de un coeficiente ϕ que lo sacamos de la tabla VII cuando la velocidad es importante y el posible caso en que P varíe de sentido.

Valores de b: La presión normal Pn sobre el flanco del diente produce un desgaste que es necesario considerar y que es directamente proporcional a la velocidad y presión e inversamente proporcional al largo del diente.

En la práctica se toma b = 10 M pero muchos autores suelen recomendar b = β p donde como se dijo β es un coeficiente en función del paso p y cuyos valores suelen ser: β = 2 para dientes en bruto (que no fueron mecanizados) β = 2 a 3 para dientes de ruedas de transmisión común y mecanizados. β = hasta 5 para dientes que transmitan fuerzas considerables.

3º Cálculo basado en el esfuerzo de compresión máximo aplicada en la raíz del diente. En la figura tenemos: Pt fuerza tangencial aplicada en el circulo de la

primitiva de radio R.

h altura del diente y e espesor del diente en la raíz

Pn presión normal en la dirección de la recta de

engrane NN y que se descompone en Pv y Ph

Por Pv el diente sufre el esfuerzo de compresión:

Cosβ = ������

���= ��

�� → Pv = Pn cos β (A)

Por Ph el diente sufre el esfuerzo tangencial:

senβ = �����

��� = ��

�� → Ph= Pn sen.β (B)

la acción de Ph al actuar a una distancia h de la raíz del diente provoca un momento flector:

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Mf = Ph h

Cambiando Ph por su valor del Mf en el diente queda:

Mf = Pn sen β . h (D)

Las fuerzas Pt y Pn generan momentos torsores y sus valores son:

El momento torsor de Pt es: Mt = Pt. R (E)

El momento torsor de Pn es el generado por su componente horizontal: Pnh

para determinar Pnh debemos proyectar Pn sobre una horizontal paralela a Pt y aplicada en

el mismo punto, para ello utilizamos el ángulo de presión :

cos�= ������

��� = ���

��→ Pnh = cos�Pn

El momento torsor de Pnh es: Mt = Pnh R (por considerarse aplicada en el mismo punto que Pt) Luego reemplazando su valor la expresión del momento queda:

Mt = Pn cos R (F) → Pn= ��

�����(C)

de manera que el esfuerzo del diente depende del valor del ángulo�, y conociendo su valor

podemos saber el de� para obtener Pv y Ph

Luego de un proceso matemático llegamos al valor del esfuerzo máximo de compresión σ en

la arista del diente:

σ= ��

���( �������

������+

�����

�����)

donde a todo el paréntesis lo llamamos q y su valor lo obtenemos de laTabla VIII:

Por lo tanto: σ =���

���

4º Cálculo basado en la presión superficial máxima sobre el flanco del

diente.

Para ruedas de acero forjado o acero colado con un ángulo de

presionesα = 20º se tiene:

b r2 = 1.430.000 ��(�

��)

��(��

��,��)

r = radio de la circunferencia primitiva

i = relación de transmisión: ��

��

Mt con Signo + para engranes exteriores y signo – para

engranes interiores.

Los valores de p se obtienen de la tabla IX

Página 5

Page 12: TRABAJO PRÁCTICO Nº 1 Calculo de las Dimensiones de las ...

5º Cálculo basado en el método de los coeficientes de carga: Como ya se vió en uno de los métodos anteriores el valor de Pn se lo puede considerar:

Pn= p b c

Aquí el coeficiente c es igual al producto de otros: c = co . c1 . c2 . c3

y si a su vez c1 . c2 . c3 = ξ implica que: c = co ξ

Co = ���

����para fundición de hierro de gran calidad.

C1 = es la relación entre la resistencia del material utilizado y el de la fundición.

Sus valores son: 1 para fundición de alta resistencia 1,8 a 2,5 para acero moldeado 2,8 a 3,3 para acero forjado 3 a 4 para aceros al níquel sin templar 5 a 9 para aceros al cromo níquel, cementados, templados y rectificados. 8 a 12 para engranajes de automóviles y aviones 1,7 para bronce fosforoso 1,3 para bronces comunes 0,8 a 1 para resina artificial prensada

C2 = factor de clase y duración del trabajo. Sus valores son: 1 para trabajo liviano 0,8 para trabajo normal 0,6 para trabajo pesado

C3 = factor de terminación del diente. Generalmente es 1.-

Para el cálculo se parte de la expresión del modulo: M2 = ��

����

R el radio de la circunferencia primitiva. Sus valores son: 1,0 d a 1,1 d para aceros forjado o laminado 1,2 d a 1,3 d para acero colado Siendo d el diámetro del eje sobre el cual está montada la rueda dentada. �Coeficiente que depende de la relación entre los soportes del eje sobre el cual se monta el engranaje y la deformación que sufre por el momento flector.

Siendo sus valores: 6 para ruedas con dientes en bruto o fundidos. 10 para el caso de dientes tallados con frezas o talladoras especiales 15 a 25 para cajas de engranajes como por ejemplo las de velocidad.

Si en la expresión anterior reemplazamos el valor del Mt por su igual 71620��la misma

nos queda:

M2 = ������

�����

Sustituyendo aquí el valor de c por su igual

c = ���

����ξ

Y si a su vez el valor de la velocidad es:

v = ���

��.���(el 100 es para pasar a m/seg)

Operando y agrupando los términos constantes llegamos a:

M 2 =���( 0,0795 +

�����) y sacando raíz

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Page 13: TRABAJO PRÁCTICO Nº 1 Calculo de las Dimensiones de las ...

M = ��

����,���� +

���

��

A la segunda raíz la llamamos ϕ luego nos queda:

M = ϕ��

��(en cm)

Cuándo V ≤ 15 m/seg el valor de ϕ lo obtenemos del gráfico 17. Con las rpm y se traza una vertical, luego con el radio se traza una horizontal, la curva más próxima al punto de intersección es el valor de ϕ. Si en cambio se conoce el nº de dientes Z el valor del modulo se obtiene con las siguientes expresiones:

M = ��,����

���

�en función del Mt

M = �������

����

� en función de N ( en ambas M se obtiene en cm)

6º Calculo mediante formulas experimentales modernas. Método de Lewis

Se deben considerar dos casos: O se transmite fuerza o se transmite Potencia.

a) Caso en que las ruedas dentadas transmiten la fuerza

Considerando una velocidad V ≤ 30 mm / min se tiene por experiencias:

P = M b k y (A)

k = coeficiente de trabajo admisible se obtiene de la tabla X de acuerdo al tipo de

material.

y = coeficiente de forma se obtiene de la tabla XI de acuerdo al nº de dientes y el ángulo

b como venimos viendo se adopta en forma práctica b = 10 M

con todo esto el valor de P nos queda:

P = M 10 M k y = M2 10 k y

despejando elvalor del módulo: M = ��

����

Al producto 10 y lo sacamos fuera del signo radical como un valor x luego queda:

M = x ��

Siendo x = 0,555 para� = 14º �

� o 15º

x = 0,520 para� = 20º (para dientes de altura normal)

x = 0,475 para� = 20º (dientes especiales de altura reducida)

Despejando b de la expresión (A) tenemos: b = �

���

b) Caso en que las ruedas dentadas transmiten una potencia.

En este tipo de ruedas se admite que el coeficiente de trabajo k pasa a serun valor

dinámico en función de la velocidad, y su valor viene de la expresión:

Kd = ( k���+����

)

Siendo v la velocidad periférica de la circunferencia primitiva en m/min página 7

Page 14: TRABAJO PRÁCTICO Nº 1 Calculo de las Dimensiones de las ...

k = coeficiente de trabajo admisible de la tabla X de acuerdo al tipo de material

El valor de la potencia se determina por medio de:

N = �����

�������,�� y si b = 10 M queda: N =

�����

�����,���( en CV)

Para la determinación del módulo tenemos dos expresiones en función del ángulo de presión

�.

Para�14º �

�y 15º M = �

�(������,���)

�� Para� 20º M = �

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Y para determinar el ancho b de la rueda dentada: b = �(�������,��)

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