ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE INGENIERA MECNICA

ESCUELA DE INGENIERA INDUSTRIAL

MATERIA: ELEMENTOS DE MAQUINAS

TEMA: CALCULO DE UN SISTEMA DE TRANSMISIN COMPUESTO

INTEGRANTES:TITO VARGASBYRON LAMIANGELO CANGAALVARO CARRERA ANDRES SALAZAR

RIOBAMBA ECUADOR

IntroduccinEl presente proyecto tiene como objetivo poner en prctica los conocimientos adquiridos en la materia de Elementos de Maquinas durante el semestre, para lo cual nuestro grupo ha escogido realizar un proyecto de un sistema de transmisin compuesto, por dos diferentes tipos de transmisin.Para lo cual se realiz diferentes tipos de diseo llegando a la conclusin que lo mas optimo era realizarlo mediante la combinacin de los sistemas de transmisin por tornillo sin fin corona para la entrada al primer eje utilizando como fuente un motor de 0.1340 hp y 1800 rpm, obteniendo a la salida de este tipo de transmisin una potencia de 0,1179 hp y 78,26 rpm.El segundo sistema de transmisin se desarroll mediante el uso de banda - polea para lo cual se us una banda y dos poleas, lo cual produjo una potencia de 0.1144 hp y una velocidad de salida de 48,69 rpm en el eje de la polea mayor.As se concluye que el sistema diseado ofrece una eficiencia total del 85% adems de demostrar que es capaz de reducir la velocidad de entrada administrada por el motor.

JustificacinEl presente proyecto se redacta con carcter de Trabajo final de curso, de elementos de mquinas con esto se busca demostrar cada uno de los conocimientos adquiridos durante el transcurso del semestre y as aplicar nuestros conocimientos.Se escogi la combinacin de estos sistemas de transmisin ya que representan los las mejores alternativas de transmisin de potencia y velocidad adems de demostrar de forma real los conocimientos adquiridos en el transcurso del semestre.

1. Objetivos

1.1. Objetivo General Desarrollar un proyecto de aplicacin de los elementos de transmisin que constituyen una mquina.1.2. Objetivos Especficos Anlisis de los sistemas de transmisin. Seleccionar la mejor alternativa de transmisin para nuestro proyecto. Utilizar los catlogos de seleccin para establecer puntos de referencia en el desarrollo del proyecto.

2. Marco Terico

2.1. Bandas correas y poleasLos elementos de mquinas flexibles, como bandas, cables o cadenas, se utilizan para la transmisin de potencia a distancias comparativamente grandes. Sirven para sustituir a grupos de engranajes, ejes sus cojinetes o a dispositivos de transmisin similares. Por lo tanto, simplifican mucho una mquina o instalacin mecnica, y son as, un elemento importante para reducir costos.Adems son elsticos y generalmente de gran longitud, de modo que tienen una funcin importante en la absorcin de cargas de choque y en el amortiguamiento de los efectos de fuerzas vibrantes. Aunque esta ventaja es importante en lo que concierne a la vida de una mquina motriz, el elemento de reduccin de costos suele ser el factor principal para seleccionar estos medios de transmisin de potencia. Fig. 1.0 Transmisin por Correas

UtilidadSu utilidad se centra en la transmisin de movimiento giratorio entre dos ejes distantes; permitiendo aumentar, disminuir o mantener la velocidad de giro, mientras mantiene o invierte el sentido.Fig. 2.0 Transmisin de movimiento

BandasLas transmisiones de banda ofrecen flexibilidad, absorcin de vibraciones, transmisin eficiente de potencia a altas velocidades, resistencia a atmosferas abrasivas y costo comparativamente bajo. Estas pueden ser operadas en poleas relativamente pequeas y pueden ser empalmados o conectados para funcionamiento sinfn. Estas bandas regularmente se pueden encontrar en los siguientes materiales:Cuero: las bandas de cuero en su gran mayora estn hechas de capas de material unidas entre s. Tela o cuerda ahulada: actualmente hay disponibles muchos tipos y granos de material ahulado para bandas. Tela ahulada: es el tipo menos caro de material para bandas. Esta hecho de capas de algodn o lona sinttica, impregnadas de hule.Cuerda Ahulada: estas bandas consisten en una serie de capas de cuerdas impregnadas de hule. Hule: es bsicamente una tira de hule, estas bandas estn disponibles en varios compuestos. Plstico: las bandas de plstico no reforzadas transmiten carga de potencia ms pesada que las de hule.Cuero reforzado: estas bandas estn formadas por un miembro de plstico resistente a la tensin, en general nylon reorientado y cubiertas de cuero arriba y abajo.Tela: consisten en una sola pieza de algodn o lona plegada y cosida con hileras de puntadas longitudinales, otras estn tejidas en forma sinfn.PoleasLas poleas no son ms que una rueda con un agujero en su centro para acoplarla a un eje en torno al cual giran.

Para asegurar el contacto entre polea y correa se talla en la polea un canal o garganta que "soporta" a la correa.Fig. 3.0 Sistema polea - correa

En un sistema de transmisin de poleas son necesarias dos de ellas: Una conductora, de entrada o motora, que va solidaria a un eje movido por un motor. Otra conducida, de salida o arrastrada, tambin acoplada a un eje y que es donde encontraremos la resistencia que hay que vencer.Para invertir el sentido de giro, deberemos cruzar la correa.Fig. 4.0 Inversin de giro mediante bandas

Partes de una polea:Fig. 5.0 Partes de una polea

Hay dos clases de polea simple las cuales son:Polea simple fija:La polea simple se emplea para elevar pesos, consta de una sola rueda con la que hacemos pasar una puerta.Se emplea para medir el sentido de la fuerza haciendo ms cmodo el l para efectuar el esfuerzo, la fuerza que tenemos que hacer es la misma al peso a la que tenemos que levantar.Fig. 6.0 Polea Simple Fija

Polea simple mvil:Una forma alternativa de utilizar la polea es fijarla a la carga, fijar un extremo de la cuerda al soporte, y tirar del otro extremo para levantar a la polea y la carga.Fig. 7.0 Polea Simple Mvil

La fuerza necesaria para levantar la carga es justamente la mitad de la fuerza que habra sido requerida para levantar la carga sin la polea. Por el contrario, la longitud de la cuerda de la que debe tirarse es el doble de la distancia que se desea hacer subir a la carga.2.2. EngranajesEs un mecanismo utilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una mquina; de manera muy simple podra definirse como una rueda dentada. El propsito de los engranes es transmitir potencia y movimiento de una flecha a otra. La transferencia de movimiento puede ser uniforme o variable en direccin, velocidad o par. Generalmente se utilizan para transmitir fuerza entre ejes paralelos sin desplazamiento axial, se les utiliza generalmente sobre mecanismos de transmisin de velocidad moderada, tales como equipos marinos, equipos de elevacin, impulsores para laminadores, etc.Clasificacin Engranajes cilndricos Engranajes cilndricos rectos Fig. 8.0

Engranajes helicoidales doblesFig. 9.0

Engranajes cilndricos de dientes helicoidalesFig. 10

Engranajes cnicos Engranajes cnicos de dientes rectosFig. 11

Cnico helicoidalFig. 12

Engranaje cnico hipoide Fig. 13

Elementos de los engranajes Elementos de engranajes rectos

Fig. 14

Elementos de engranajes helicoidales

Fig. 15

Transmisin por engranajesSe conoce con el nombre de tren de engranajes al conjunto de dos o ms ruedas dentadas que tienen en contacto sus dientes de forma que, cuando gira una, giran las dems. Los engranajes son el medio de transmisin de potencia ms utilizado. Tienen las siguientes ventajas:

Las ruedas no pueden resbalar una con respecto a la otra.Transmiten grandes esfuerzosLa relacin de transmisin se conserva siempre constante.

Al engranaje que transmite el movimiento se le denomina pin, y al que lo recibe, rueda. Cmo se puede observar es un sistema de transmisin circular directo. Por medio de engranajes se pueden transmitir el movimiento de dos modos, segn como se dispongan los ejes.

Entre ejes paralelos, que pueden ser:

Engranajes entre dientes rectos.Engranajes entre dientes helicoidales.Engranajes entre dientes en V

Entre ejes perpendiculares, que pueden ser

Transmisin entre ejes que se cortan.Transmisin entre ejes que se cruzanTornillo sin finGeneralmente cilndricos. Pueden considerarse derivados de los helicoidales para ejes cruzados, siendo el tornillo una rueda helicoidal de un solo diente (tornillo de un filete) o de varios (dos o ms). La rueda puede ser helicoidal simple o especial para tornillo sin fin, en la que la superficie exterior y la de fondo del diente son concntricas con las cilndricas del tornillo. Generalmente, el ngulo de ejes es de 90. Permiten la transmisin de potencia sobre ejes perpendiculares. Es un caso extremo de engranajes hipoidales, ya que esta descentrado al mximo. Se aplica para abrir puertas automticas de casas y edificios Poseen adems un bajo costo y son auto bloqueantes. Es decir que es imposible mover el eje de entrada a travs del eje de salida.

Fig. 16 Tornillo Sin Fin - Engranaje

3. Desarrollo3.1. Diseo conceptual En esta parte vamos a evaluar las ventajas y desventajas de los posibles diseos que nos ayudaras a transmitir movimiento a nuestro sistema para lo cual lo hemos dividido en dos partes, una entrada y una salida

3.1.1. EntradaDiseo 1Tren de engranajes

Ventajas: Buena transmisin de potencia Una relacin constante Transmite grandes esfuerzos Desventajas: Costo de adquisicin Costo de mantenimiento Aplicable en espacios moderados

Diseo 2Transmisin por Banda

Ventajas: Absorbe vibraciones Transmite potencia a altas velocidades Es aplicable en grandes distanciasDesventajas: Perdidas de traccin Espacio grande para ubicacin

Diseo 3Transmisin por Cadena

Ventajas: Nos brinda buena transmisin de potencia a velocidades considerables Nos da una relacin constante Grandes distancias de transmisinDesventajas: Costo de adquisicin Costo de mantenimiento Tiene un peso considerable Genera mucho ruido

Diseo 4Transmisin por Tornillo sin fin

Ventajas: Nos brinda buena transmisin de potencia Provee una relacin constante Su costo es bajo Son auto bloqueantes Resistente a grandes esfuerzos Larga vida tilDesventajas: No se puede transmitir a grandes distancias Requerimiento de torque elevado 3.1.2. Transmisin al eje de salida Diseo 1Tren de Engranajes

Ventajas: Buena transmisin de potencia Una relacin constante Transmite grandes esfuerzos Desventajas: Costo de adquisicin Costo de mantenimiento Distancia para la transmisin

Diseo 2Transmisin por Bandas

Ventajas: Absorbe vibraciones Disponibilidad Transmite potencia a altas velocidades Es aplicable en grandes distancias Costo asequible Desventajas: Perdidas en la transmisin Menor vida til Diseo 3Transmisin por Cadena

Ventajas: Nos brinda buena transmisin de potencia a velocidades considerables Nos da una relacin constante Grandes distancias de transmisinDesventajas: Costo de adquisicin Costo de mantenimiento Tiene un peso considerable Genera mucho ruido Disponibilidad en el mercado

3.2. Seleccin de la mejor Alternativa

3.2.1. Entrada

Para la entrada se seleccion un Tornillo Sin Fin por los siguientes motivos: Proporciona buena transmisin. Mantiene una relacin constante. Costos accesibles. Amplia vida til. Variedad de posiciones del motor con respecto al engranaje.Porque no otra opcin. Para evitar prdidas de potencia se descarta la polea. Por el costo, peso y ruido se descart la transmisin por cadena. Por el posicionamiento y distancias se descarta la transmisin por engranaje.3.2.2. Transmisin al eje de salida

Para transmitir el movimiento al eje de salida se emple la transmisin por Banda: Distancia entre ejes. Buena transmisin de potencia a velocidades considerables. Absorcin de vibraciones Peso ligero, disponibilidad, bajo costo, etcPorque no otra opcin. La distancia entre ejes es demasiada grande para poder usar una transmisin por engranajes La transmisin por cadena se descalifica por su peso, el ruido provocado por la misma adems de carencia de disponibilidad.

4. Clculo y Seleccin

4.1.1. Seccin del tornillo sin fin 4.1.1.1. DATOS:Motor 100w Potencia del motor n= (1800 3000) Rpm para el clculo tomamos 1800

4.1.1.2. Sistema tornillo sin fin y corona

Fig. 17 Tornillo Sin Fin - Corona

Paso axial = 2mm = Px Paso circular de la corona 2mm Angulo de presin para eliminar la interferencia = 20 libro de Robert Mott cap8-pag243 NW=2 por ser un sinfn de rosca doble NG= 46 nmero de dientes de la corona Dt=27 mm Dimetro de garganta Dow=7mm Dimetro exterior del sin fin Tabla 1

4.1.1.3. Calculamos los diferentes dimensiones del sin fin y la corona Adendun: a

Profundidad total: ht

Profundidad de trabajo

Dedendun

Dimetro de paso

Dimetro de paso del sinfn

Angulo de avance

Distancia entre centros

Relacin de velocidad

Numero de revoluciones de la corona

Angulo de presinOscila entre 20 y 25 para eliminar interferencias, para nuestro caso seleccionamos el de 20 Angulo de presin normal

Velocidad en la lnea de paso Para el sin fin

Para la corona

Velocidad de deslizamientoPara la corona

Para el sin fin

Coeficiente de friccin Tabla 2

Seleccionamos los siguientes valores en funcin d la velocidad de deslizamiento Corona

Sin fin

Calculo del par torsional

La potencia debe estar expresada en HP, la velocidad en RPM, To queda en Lb/in

Fuerza tangencial sobre a corona

Fuerza de friccin en el sistema

Calculo de la perdida de potencia

Calculo de la potencia de salida

Calculo de la eficiencia

4.1.2. Clculos de correas

Factor de servicio

Tabla 3

Potencia del diseo

Seccin transversal de la correa

Relacin de transmisin

Distancia entre centros

180Longitud de la correa

Velocidad de salida

Potencia de salida

Tabla 4

4.1.3. EFICIENCIA TOTAL DEL SISTEMA

5. Conclusiones

Mediante el empleo de los mtodos de clculo y seleccin aprendidos en la clase de Elementos de Maquinas nos ayud a poder construir un modelo de didctico de mquina. Para el movimiento principal se utiliz una combinacin de engranaje y tornillo sin fin ya que mediante este se mantiene la traccin y la transmisin casi sin perdidas de potencia. Utilizamos estos tipos de transmisiones considerando su utilizacin con parmetros tcnicos como en engranajes parad mantener la traccin Para el clculo y seleccin de sistema de transmisin de correas y poleas se utiliz el catalogo SKF XTRA POWER.6. Recomendaciones

Mantener la realizacin de proyectos ya que mediante la realizacin de los mismos se genera en nosotros los estudiantes una ambientacin de la direccin en la cual est orientada nuestra especialidad. Tener en consideracin todos los parmetros que se utilizan en este tipo de maqueta adems de considerar costos, ruido, peso, etc.

7. Bibliografa y Linkografia http://almez.pntic.mec.es/jgonza86/Sistemas%20de%20poleas%20y%20correas.htm http://www.techniforum.com/central_transmeca_08.htm http://www.gates.com.mx/seccion04.asp?subseccion=19 http://www.siban.cl/productos/nervadas.pdf http://www.kauman.com/es/noticia_Kauman_es.asp?id=9 http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/operadores/ope_polea.htm http://elblogdelprofesordetecnologia.blogspot.com/2009/05/sistema-de-poleas-con-correa.html Diseo de elementos de mquinas de Robert Mott 4ta edicin

8. Anexos8.1. Anexo 1

8.2. Anexo 2

8.3. Anexo 3

8.4. Anexo 4

8.5. Anexo 5

8.6. Anexo 6

9. Tablas9.1. Tabla 1

9.2. Tabla 2Coeficiente de friccin en funcin de la velocidad de deslizamiento para tornillo sin fin

9.3. Tabla 3Tabla nmero 3 de la pgina nmero 5 del catlogo SKF Xtra Power

9.4. Tabla 4Comportamiento de los tipos bsicos de correas ante algunos criterios comparativos. Pgina 1 de los apuntes sobre bandas Del prisma.com

10. Procedimiento y frmulas para la seccin de la transmisin por bandas