Taller engranajes 3 - Nota: 8 diseño de materiales - diseño de engranajes como PDF

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TALLER CALCULO DE ENGRANAJESPRESENTADO A:ING. RODRIGO DUEÑAS BUENOxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxDISEÑO DE MAQUINAS GRUPO 10ANUNIVERSIDAD ECCIFACULTAD DE INGENIERIAINGENIERIA MECANICABOGOTA D2021 Punto 1,El piñón de entrada del tren de engranajes mostrado transmi...

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TALLER CALCULO DE ENGRANAJES

PRESENTADO A: ING. RODRIGO DUEÑAS BUENO

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DISEÑO DE MAQUINAS GRUPO 10AN UNIVERSIDAD ECCI FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA MECANICA

BOGOTA D.C 2021

DISEÑO DE MAQUINAS



Punto 1,

El piñón de entrada del tren de engranajes mostrado transmite 8 [kW] de potencia y rota en el sentido de las manecillas del reloj a 1750 [RPM]. Todos los engranajes tienen un paso circular de 15,71 [mm] y un ángulo de presión de 20°. A. Encontrar la magnitud y dirección de la velocidad de rotación en el eje de salida. B. Calcular la distancia entre centros entre el eje de entrada y el eje de salida. C. Calcular las fuerzas que actúan en cada uno de los engranajes y representarlas en un diagrama de cuerpo libre para cada elemento.



Solución

Utilizando una tabla en Excel la cual está formulada con las ecuaciones necesarias, se digitan los datos iniciales para calcular las variables



Encontrar la magnitud y dirección de la velocidad de rotación en el eje de salida.

Al ser un sistema de que inicia con un movimiento en el sentido de las manecillas del reloj y al tener 2 cambios de dirección se concluye que se conserva el mismo sentido inicial. La dirección de la rotación en el eje de salida es en el sentido de las manecillas del reloj

V a−salida =



V a−entrada∗Z 2∗Z 4 Z 3∗Z 5

Calcular la distancia entre centros entre el eje de entrada y el eje de salida.

DISEÑO DE MAQUINAS



Calcular las fuerzas que actúan en cada uno de los engranajes y representarlas en un diagrama de cuerpo libre para cada elemento.

DISEÑO DE MAQUINAS

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Punto 2,

Un piñón de 12 dientes gira a 1200 rpm acoplado con un engrane de 20 dientes en un reductor generador de 9,4 HP de Potencia que se fabricó engranes helicoidales. Tanto el piñón como el engrane se fabricaron con un nivel de calidad de 9. Se especificó una confiabilidad de 0.9 y la carga tangencial transmitida es de 2322,2 N. Las condiciones son para Km = 1.6. Se propone utilizar dientes estándar de profundidad completa a 20° ángulo de presión, con un piñón y un engrane fresado de acero nitrurado AISI 4140. El paso diametral es igual a 10,12. Calcule y el ancho de la cara para esfuerzos de flexión con Factor de Seguridad 1,2 (mediante las ecuaciones de la AGMA), y para esfuerzos (superficiales) de contacto con Factor de Seguridad 1,1 (con las ecuaciones de la AGMA) que puede soportar el engranaje.



Solución.

En Excel se formula una tabla con las ecuaciones necesarias, Se digitan los datos iniciales para calcular las variables tales como diámetros primitivos. En el caso de la velocidad tangencial se deben convertir las unidades de N a lbf.

 Se hallan los factores de aplicación y se llena con los datos la tabla de flexión y contacto

Ca=Ka, Cm=Km, Cv=Kv El factor Ks se toma = 1 debido a que se va a conservar el tamaño de diente original. El factor Ki se toma = 1.

DISEÑO DE MAQUINAS

DISEÑO DE MAQUINAS

Se debe corregir el factor geométrico por contacto (J) el cual es el mismo de factor (i) por lo cual se utiliza la siguiente ecuación donde ꬾt es el Angulo trasversal mN es el módulo normal mG es la relación de trasmisión

 Se toma el Cp con el material acero

 fatiga por flexión admisible y fatiga por contacto admisible. KL = CL= 1.2 KT = CT= 1 no se superan los 121 °C KR = CR= 0.85 con una confiabilidad del 90%

DISEÑO DE MAQUINAS



Se calcula el factor de carga por flexión para el acero AISI-4140



Se calcula el factor de carga por contacto para el acero AISI-4140

Como se utiliza el mismo material el CH = 1 

Se insertan los datos en la tabla y se utilizan las ecuaciones de fatiga

DISEÑO DE MAQUINAS

 Utilizando los factores de seguridad indicados se calculan los anchos de cara por flexión y por contacto para el piñón

DISEÑO DE MAQUINAS

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Se recalculan todos los datos anteriormente usados para determinar los anchos de cara por flexión y por contacto para el engrane.

Se determina que el ancho de cara a usar será el mayor calculado = 1.99”...