Republica Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Defensa Universidad Nacional Experimental de las Fuerzas Armadas UNEFA-Barinas.

Presentación del tema: "Republica Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Defensa Universidad Nacional Experimental de las Fuerzas Armadas UNEFA-Barinas."— Transcripción de la presentación:

1 Republica Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Defensa Universidad Nacional Experimental de las Fuerzas Armadas UNEFA-Barinas Integrantes: Galviz Kennys Gonzales Victor Quintero Heriana Zambrano felix Barinas 2016 Profesor: Álvaro

2 Engranaje Se define como el mecanismo utili zado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una maquina Una de las aplicaciones más importantes de los engranajes es la transmisión del movimiento desde el eje de una fuente de energía, como puede ser un motor de combustión interna o un motor eléctrico, hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo Kennys Galviz Animación de un engranaje de dos ruedas dentadas (piñón y corona)

3 Kennys Galviz Engranajes cónicos de dientes rectos Efectúan la transmisión de movimiento de ejes que se cortan en un mismo plano, generalmente en ángulo recto aunque no es el único ángulo pues puede variar. Son utilizados para efectuar reducción de velocidad con ejes en 90°. Estos engranajes generan más ruido que los engranajes cónicos helicoidales. En la actualidad se usan muy poco. Engranajes cónicos de dientes rectos Efectúan la transmisión de movimiento de ejes que se cortan en un mismo plano, generalmente en ángulo recto aunque no es el único ángulo pues puede variar. Son utilizados para efectuar reducción de velocidad con ejes en 90°. Estos engranajes generan más ruido que los engranajes cónicos helicoidales. En la actualidad se usan muy poco.

4 Formación de dientes de engrane Fresado Los dientes de los engranes se pueden cortar con una fresadora de forma, para adaptarse al espacio del diente Cepillado Los dientes se pueden generar mediante un cortador de piñón o de cremallera. Generación con fresa madre La fresa madre no es más que una herramienta de corte conformada como un tornillo sinfín Acabado Los engranes que funcionan a altas velocidades y transmiten grandes fuerzas están sujetos a fuerzas dinámicas adicionales, si hay errores en los perfiles de los dientes Kennys Galviz

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6 Características que definen un engranaje cónicos de dientes rectos Diente de un engranaj e Modulo Circunfer encia primitiva Paso circular Espesor del diente Numero de dientes Diámetro exterior Diámetro interior Pie del diente Cabeza del diente Flanco Altura del diente Largo del diente Distancia entre centro de dos engranajes Relación de transmisión Kennys Galviz

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8 Paso axial Numero de dientes Paso de la hélice Paso circular aparente Angulo de la hélice Paso normal o real Diámetro exterior Modulo normal o real Diámetro primitivo Modulo circular o aparente Fórmulas de los engranajes cónicos Kennys Galviz

9 INTERFERENCIA Los valores mínimos de numero de dientes que deberá poseer un piñón para engranar con una cremallera, ambos con dientes de profundidad completa; para que no se produzca interferencia entre sus dientes. Víctor Gonzales

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11 Un engranaje se compone de un piñón de 16 dientes que impulsa una rueda de 40 dientes. El paso diametral es 2 y la cabeza y la raíz son 1/P y 1.25/P, respectivamente. Los engranes se cortan con un ángulo de presión de 20°. a) Calcule el paso circular, la distancia entre centros y los radios de los círculos base. b) En el montaje de los engranes, la distancia entre centros se hizo 1/4 pulg mayor, de modo incorrecto. Calcule los nuevos valores del ángulo de presión y de los diámetros del círculo de paso. Víctor Gonzales

12 Solución: a) p = π/P = π/2 = Los diámetros de paso del piñón y de la rueda son, respectivamente, dP = dG = Por consiguiente, la distancia entre centros se determina mediante Respuesta (dP + dG)/2 = Debido a que los dientes se cortaron con un ángulo de presión de 20°, los radios de los círculos base se determinan mediante rb = r cos φ, Respuesta rb (piñón) = Respuesta rb (engrane) = b) Designando con Dp y dG a los nuevos diámetros de los círculos de paso, el incremento de 1/4 pulg de la distancia entre centros requiere que \(dP + dG )/2 = Asimismo, la relación de las velocidades no cambia, de aquí dP/dG= ecuación (2) Resolviendo en forma simultánea las ecuaciones (1) y (2) se obtiene Respuesta dP = dG = Como rb = r cos φ, el nuevo ángulo de presión corresponde a Respuesta φ = cos−1 ( rb (piñón) / dP/2) = Víctor Gonzales

13 Engranes helicoidales Están caracterizados por su dentado oblicuo con relación al eje de rotación. En estos engranajes el movimiento se transmite de modo igual que en los cilíndricos de dentado recto, pero con mayores ventajas Los ejes de los engranajes helicoidales pueden ser paralelos o cruzarse, generalmente a 90º. Para eliminar el empuje axial el dentado puede hacerse doble helicoidal Los engranajes helicoidales tienen la ventaja que transmiten más potencia que los rectos, y también pueden transmitir más velocidad, son más silenciosos y más duraderos De esta hélice deriva el ángulo β que forma el dentado con el eje axial. Este ángulo tiene que ser igual para las dos ruedas que engranan pero de orientación contraria Velocidad lenta: β = (5º - 10º) Velocidad normal: β = (15º - 25º) Velocidad elevada: β = 30º Heriana Quintero

14 · Poseen una mayor relación de contacto debido al efecto de traslape de los Dientes · Pueden transmitir mayores cargas a mayores velocidades debido al embonado Gradual que poseen. Ventajas Desventaja · La principal desventaja de utilizar este tipo de engranaje, es la fuerza axial que Este produce, para contrarrestar esta reacción se tiene que colocar una. Chumacera que soporte axialmente y transversalmente al árbol.

15 Heriana Quintero Engranajes Helicoidales de ejes paralelos: Se emplea para transmitir movimiento o fuerzas entre ejes paralelos, pueden ser Considerados como compuesto por un número infinito de engranajes rectos de pequeño espesor escalonado, el resultado será que cada diente está inclinado a lo largo de la cara como una hélice cilíndrica. Engranajes helicoidales dobles: Los engranajes "espina de pescado" son una combinación de hélice derecha e Izquierda. El empuje axial que absorben los apoyos o cojinetes de los engranajes Helicoidales es una desventaja de ellos y ésta se elimina por la reacción del empuje igual y opuesto de una rama simétrica de un engrane helicoidal doble Engranajes Helicoidales de ejes cruzados: Son la forma más simple de los engranajes cuyas flechas no se interceptan teniendo una acción conjugada (puede considerárseles como engranajes sinfín no envolventes), la acción consiste primordialmente en una acción de tornillo o de cuña, resultando un alto grado de deslizamiento en los flancos del diente.

16 Eficiencia los engranajes, con las pérdidas de potencia consiguientes, originan fuertes variaciones entre la fuerza verdadera suministrada y la carga que se transmite. Las pérdidas en cuestión pueden variar, desde 0.5% hasta 80% por engrana miento, lo que depende de los tipos de los engranajes Heriana Quintero

17 Engranes obtenidos mediante rasurado y rectificado (calidad de 8 a 11) Engranes terminados mediante lapeado o bruñido, calidades mayores a 11 Engranes fundidos o forjados (calidad de 3 a 4)Engranes maquinados con una calidad de 5 a 7 que se encuentra en el rango de 3 (baja cavidad) hasta 16 (de precisión). La calidad esta determinada básicamente por el método de manufactura como se muestra a continuación. La norma AGMA 2000-A88 define tolerancias dimensionales para los dientes de engranes y establece un índice de calidad (kv) Calidad de los engranes Félix Zambrano

18 Resistencia al desgaste Como ya se mencionó, los engranes también tienen que ser diseñados para que tengan una vida de trabajo satisfactoria; por lo tanto debe evaluarse el esfuerzo de contacto que se produce en el diente de engrane bajo condiciones normales de operación y se puede calcular con la ecuación que AGMA propuso tal efecto. Félix Zambrano

19 EJERCICIO CONICO HELICOIDAL Un engrane helicoidal comercial tiene un ángulo normal de presión de 20°, un ángulo de la Hélice de 25° y un paso diametral transversal de 6 dientes/pulg y 18 dientes. Determine: a) El diámetro de paso b) Los pasos transversal, normal y axial c) El paso diametral normal d) El ángulo de presión transversal Solución Respuesta a) d =N/Pt=18/6 = 3 pulg Respuesta b) pt = π/Pt = π/6 = 0.5236 pulg Respuesta pn = pt cosψ = 0.5236 cos 25◦ = 0.4745 pulg Respuesta px =pt/tanψ = 0.5236/tan 45◦ = 1.123 pulg Respuesta c) Pn =Pt/cosψ =6/cos 25◦ = 6.620 dientes/pulg Respuesta d) φt = tan−1 (tan φn//cosψ) = tan−1 (tan 20◦/ cos 25◦)= 21.88 Félix Zambrano

20 EJERCICIO CONICO HELICOIDAL Los siguientes datos se aplican a un reductor simple de velocidad teniendo un par de engranes de dientes rectos. - potencia transmitida es igual a 8.5 hp. - velocidad del piñón es igual a 1400 r.p.m. - relación de transmisión es igual a 4. - la forma del diente es de 20 y completo. a) Asumiendo que el piñón es de acero con una dureza de 300 Brinell (BHN) y que el Engrane también es de acero con una dureza de 280 BHN teniendo 18 dientes como Mínimo el piñón y con un factor de Aplicación de 1.g, Calcule con la ecuación de AGMA lo siguiente: - Paso diametral (P). - Longitud del diente. - Diámetros primitivos (Dp). - Distancia entre centros (C). b) Verifique por desgaste: DATOS: Pot = 8.5 hp Np = 1400 rpm Mw = 4 200 completo Piñón → acero → 300 BHN Engrane → acero → 280 BHN Np = 18 Ka = 1.5 b).- Verificando la transmisión por desgaste. Ecuación de AGMA Datos: I.- Factor geométrico por desgaste. Ft = 510 lb Ka = 1.5 Kv = 0.8 B = 1.04 Dp = 1.5” I = 0.11 Cp = 2317.6 lb/pulg. K = 1.0 Félix Zambrano

21 CONCLUSIONES Para minimizar el deterioro de la fricción es necesario seleccionar el lubricante adecuado, tomando en cuenta no solo la potencia de la aplicación, así como la temperatura, ciclo de trabajolubricante También puede ser causa de deterioro o rotura si el engranaje no se ha fabricado con las cotas y tolerancias requeridas o no ha sido montado y ajustado en la forma adecuada. El segundo fallo que puede tener un engranaje es que el material con el que ha sido fabricado no reúne las especificaciones técnicas adecuadas principalmente las de resistencia y tenacidad. La flexión solo puede minimizarse seleccionando los materiales adecuados y/o seleccionando más material para el diente / engranaje, en otras palabras, seleccionando un engranaje más grande esto es debido a que las fuerzas lógicas durante la transferencia de la fuerza por el diente/engranaje Las dos principales fuentes de fallo en un diente de engrane son por fricción y flexión Félix Zambrano