Engranes

rectosEquipo 1

Integrantes

del equipo

Ávila Quintero Sergio Moisés

Benítez López Gregorio Jesús

Bravo Torres Luis Antonio

Gamiño Moreno Pedro

AntonioGonzález Ponce Salvador

Panuco Herrera Kristian

¿Qué es un engrane?

Los engranes son elementos de maquinas que transmiten movimiento mediante ejes que engranan de manera sucesiva. Transmitiendo movimiento giratorio de un eje a otro o a una cremallera que realiza una translación en línea recta. Con el fin de transmitir potencia eficiente.[1]

A fin de mantener la velocidad angular constante con los dientes en contacto, el perfil de los dientes individuales debe obedecer la ley fundamental del engranaje: para que un par de engranes trasmitan una razón de velocidades angulares constante, la forma de sus perfiles en contacto debe ser tal que la normal común pase por un punto fijo sobre la línea de centros. [1]

Los engranes rectos se emplean para transmitir movimientos de rotación entre ejes paralelos y los helicoidales en paralelos y no paralelos [4]

Car

acte

ríst

icas

Tienen ejes paralelos al eje de rotación y se emplean para transmitir movimiento de un eje a otro eje paralelo.[1]

Cuando se acoplan 2 dientes de engranes: la relación de las velocidades angulares debe ser constante[2]

Los engranes o engranajes sirven para transmitir par de torsión y velocidad angular en una amplia variedad de aplicaciones [1]

La fuerza ejercida sobre un diente de engrane, durante la transmisión de potencia, actúa en dirección normal al perfil de involuta del diente[1]

Al menor de dos engranes acoplados se le llama piñón; el piñón es generalmente el engrane motriz. Si el radio de paso R de un engrane se hace infinito, entonces se obtiene una cremallera.[2]

El juego entre dientes es la cantidad en que el ancho del espacio del diente excede al espesor del diente que se acopla en los círculos de paso.[2]

Fuerza tangencialT= 63000(P)/n Wt= 2T/dp

T= par torsionaln= velocidad de giroP= potencia que se transmitedp= diámetro de paso del engrane (in)[1]

Fuerza radialWr= Wt tan 𝟇donde 𝟇= Angulo de presiónpara los engranes el Angulo de presión típico es de 14.5°, 20° y 25°[1]

Dir

ecc

iones

de f

uerz

as

sobre

engra

nes

rect

os

engra

nados

El sistema de fuerzas de la figura representa la fuerza del engrane impulsor A sobre el engrane impulsado B. la fuerza tangencial Wt empuja en dirección perpendicular a la línea radial, lo cual causa que gire el engrane impulsado. La fuerza radial Wr, que ejerce el engrane impulsor A, actúa a lo largo de la línea radial y tiene a alejar el engrane impulsado B.[1]

Cara

cterí

stic

as

de la

acc

ión de la

in

volu

ta

En el estudio de la generación de la involuta la normal común a la dos superficies es tangente a las dos círculos base se le llama la línea de acción.El punto A es el inicio del contacto y el punto B el final del contacto. La trayectoria del punto de contacto APB. El punto C es donde el perfil del diente corta el circulo de paso al inicio del contacto. El punto c es donde el perfil corta el circulo de paso al final del contacto D y D´ son puntos similares en el engrane 2 Los arcos CC´ y DD´ se dominan arcos de acción y deben ser iguales para que ocurra acción de rodamientos puro de los círculos de paso, es el ángulo de aproximación y B es el ángulo de receso.La relación del arco de acción con respecto al paso circular se conoce como la relación de contacto.Un ángulo, formado por la línea de acción y una perpendicular a la línea de centros en el punto de paso P. Este ángulo se conoce como en ángulo de presión de los engranes acoplados o engranados.

La longitud de acción Z en donde:A= inicio del contactoB=final del contactoE1 y E2= puntos de tangencia de la línea de acción y los círculos base.Ro= Radio ExteriorRh Radio base

Forma como se mide el paso base en una cremallera

Existen dos modos de falla que afectan los dientes de los engranes, la fractura por fatiga debido a los esfuerzos fluctuantes a flexión en la raíz del diente, y la fatiga superficial sobre las superficies de los dientes. La fractura por fatiga debida a la flexión se puede evitar con un diseño apropiado . A los engranajes correctamente diseñados jamás se les deberá fracturar un diente en servició normal.La picadura es el modo de falla mas común, aunque llega a ocurrir desgaste por abrasión o adhesivo, especialmente si los engranes durante su servicio no están correctamente lubricados.Partiendo de la ecuación del esfuerzo a flexión en una viga en voladizo, dedujo lo que ahora se conoce como la ecuación de Lewis:

Donde Wt es la fuerza tangencial en el diente, Pd el paso diametral, F es el ancho de la cara y Y es un factor geométrico no dimensional, defino por el y la ecuación de Lewis sirve como base para una versión moderna, según la ha definido AGMA y la ecuación de esfuerzos a flexión de AGMA según aparece definida en el estándar 2001-B88 de AGMA, solo es valida para ciertas hipótesis respecto a la geometría del diente y del acoplamiento del engrane :1.- La razón de contacto entre 1 y 2 2.- No hay interferencia entre puntas y filetes de la raíz de dientes en acoplamiento, y no hay rebaje del diente por encima del arranque teórico del perfil activo.3.- Ningún diente es puntiagudo.4.- Existe un jugo distinto de cero.5.- Los filetes de las raíces son estándar, se supone listos y producidos por un proceso generatriz.6.- Se desprecien las fuerzas de Flexión.[3]

Razó

n d

e

conta

cto

Define el numero promedio de dientes en contacto en cualquier instante

Z= longitud de acción

Pb= es paso de base

Cargas en engranes rectos Las fuerzas debido a carga se descomponen en wr y wt.

Donde tp= par de torsion de la flecha del piñonRp= radio de paso Dp= diametro de pasoNp= numero de dientesPd= paso diametral del piñon

La componente radial se calcula

Y al fuerza W es por lo tanto

ECUACION DE

ESFUERZO A

FLEXION AGMA

EjemplosEquipo 1

Un engrane 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 u 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 engranes, la distancia entre centros se hizo ¼ pulg. Mayor, de modo incorrecto. Calcule los nuevos valores del ángulo de presión y de los diámetros del circulo de paso[4]

Refe

renci

as

[1]diseño mecanico

(M I Francisco Javier

Ortega) [2] Mecanismos y dinamica de maquinaria (mabie

reinholtz) [3]diseño de maquinaria (robert l norton) [4]diseño de ingenieria mecanica

(shygley)