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Clase de ruedas cilindricas.
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Ingeniera Electromecnica
Ingeniera Industrial
Plan de Estudios 1999
Ao 2015
DOUGHTIE, JAMES.- ELEMENTOS DE MECANISMOS.- Ed. CECSA Richard G. Budynas y J. Keith Nisbett.- DISEO EN INGENIERA MECNICA- Ed. Mc-Graw hill. Octava edicin 2008 SHIGLEY- MISCKE.- DISEO EN INGENIERA MECNICA- Ed. Mc-Graw hill. MOTT, Robert L.- DISEO DE ELEMENTOS DE MQUINAS.- Ed. Prentice-Hall. JUVINALL, Robert c.- FUNDAMENTOS DE DISEO PARA INGENIERA MECNICA.- Ed. LIMUSA.
(*) GRFICOS DE: SHIGLEYS MECHANICAL ENGINEERING DESIGN, EIGHTH EDITION
BIBLIOGRAFA
Contacto Directo
Ruedas de Friccin
La transmisin de movimiento mediante ruedas de friccin se realiza
poniendo en contacto dos ruedas, de manera que una, denominada
motriz, arrastra a otra llamada conducida, por accin de la fuerza que
produce el rozamiento entre ambas. Para poder transmitir el
movimiento, las ruedas han de estar en contacto, ejerciendo una
cierta presin una sobre la otra. As, al moverse una de ellas
arrastrar a la otra.
Ruedas de friccin exteriores
Ruedas de Friccin
interiores
Ruedas de friccin cnicas
Coplanarias
No coplanarias
El sentido de giro de la rueda conducida es contrario al sentido de
giro de la rueda motriz. Por tanto si queremos mantener el sentido de
giro del motor, tendremos que emplear un nmero impar de ruedas de
ficcin.
Las ruedas de ficcin pueden ser cilndricas, cnicas o esfricas. Esto
permite transmitir el movimiento entre ejes que se cortan o se cruzan
en el espacio.
Ruedas de Friccin
Ruedas de Friccin
VENTAJAS E INCONVENIETES DE LAS RUEDAS DE
FRICCIN.
Ventajas: Fciles de fabricar Econmicas No necesitan mantenimiento No producen ruidos
Inconveniente: No pueden transmitir grandes potencias ya que resbalaran. Es su desgaste, debido a que funcionan por rozanamiento y presin.
Ruedas de Friccin Cinemtica
Transmisin simple
= radio de la rueda conducida
= radio de la rueda motora
= r.p.m. de la rueda motora
= r.p.m. de la rueda conducida
La distancia entre centros es
Relacin de velocidades
cmrrd
c
m
m
c
r
r
c
m
m
c
r
r
n
n
cn
mn
cr
mr
RUEDAS DENTADAS Son elementos de mquinas que forman parte de sistemas
reversibles capaz de transmitir potencia en ambos sentidos. La
transferencia se realiza por contacto directo.
En estos sistemas se le suele denominar:
rueda al engrane de mayor tamao
pin al engrane ms pequeo.
En funcin de la forma de sus dientes
y de la del propio engranaje, se distinguen:
Ruedas dentadas cilndricas de dientes rectos.
Ruedas dentadas cilndricas de dientes
helicoidales.
Ruedas dentadas cnicas.
Tornillo sinfn o gusano y su correspondiente corona.
Tipos de ruedas dentadas
Ruedas dentadas de
dientes rectos
Ruedas dentadas de
dientes helicoidales
Ruedas dentadas cnicas
de dientes rectos
Tornillo Sin Fin Rueda helicoidal
Ruedas Dentadas de Dientes Rectos
Nomenclatura de los dientes de
Engranes rectos
Ruedas Dentadas de Dientes Rectos
Nomenclatura de los dientes de
Engranes rectos
Sistemas de Dientes
Ruedas Dentadas de Dientes Rectos
Pd = paso diametral (N de dientes/pulgadas)
m = mdulo (mm)
Sistemas de dientes Angulo de Presin en grados,
Altura de cabeza
a Altura de raz b
Profundidad total
20
1/Pd o bien m
1.25/Pd o bien 1.25 m
1.35/Pd o bien 1.35 m
Profundidad total
22.5
1/Pd o bien m
1.25/Pd o bien 1.25 m
1.35/Pd o bien 1.35 m
Profundidad total
25
1/Pd o bien m
1.25/Pd o bien 1.25 m
1.35/Pd o bien 1.35 m
Profundidad parcial
(dientes cortos)
20
0.8/Pd o bien 0.8m
1/Pd o bien m
Ruedas Dentadas de Dientes Rectos
Ruedas Dentadas de Dientes Rectos
Propiedad de la evolvente
Ruedas Dentadas de Dientes Rectos
Ley Fundamental del engrane
La normal comn a los perfiles de los
dientes en todos los puntos de
contacto, dentro del engranado debe
pasar por un punto fijo en la lnea de
centros, llamado punto de paso
Trazado de la evolvente
Ruedas Dentadas de Dientes Rectos
Trazado de la evolvente
Ruedas Dentadas de Dientes Rectos
sector del perfil
con interferencia
perfil evolvente
Interferencia
Ruedas Dentadas de Dientes Rectos
Ejemplo
Un engranaje consiste en un pin de 16 dientes que impulsa una rueda de 40 dientes. El paso diametral es 2 y la cabeza y la raz son 1/P y 1.25/P, respectivamente. Los engranes se cortan con una ngulo de presin de 20.
a) Calcule el paso circular, la distancia entre centros y los radios de los crculos base.
b) En el montaje de los engranes, la distancia entre centros se hizo pulg mayor, de modo incorrecto. Calcule los nuevos valores del ngulo y de los dimetros del crculo de paso.
Ruedas Dentadas de Dientes Rectos
Ruedas Dentadas de Dientes Rectos (*)
Porcin del diente
que no tiene perfil
evolvente
Circunferencia de
base
Lnea de
presin
Interferencia en el
flanco de la conductora
durante la
aproximacin Circunferencia
de base
Circunferencias
de Adendo
Porcin del diente
que no tiene perfil
evolvente
Paso base
Paso
circular
coscb pp
Ruedas Dentadas de Dientes Rectos
(*)
Ruedas Dentadas de Dientes Rectos
Crculo de Dedendo
Crculo base
Crculo de paso
Crculo de Adendo
Crculo de Adendo
Crculo de paso
Crculo base
Crculo de Dedendo
Angulo de
aproximacin
Angulo de
retroceso
Lnea de presin
Pin Conductor
Rueda Conducida
Angulo de
aproxim.
Angulo de
retroceso
(*)
Ruedas Dentadas de Dientes Rectos
p
qm tc cosc
ab
cp
Lm
Ruedas Dentadas de Dientes Rectos
(*)
(*)
(*)
Pin
Rueda Fb3
Fa2
F32 F23
(*)
(*)
senFF r *3232
cos*3232 FFt
t
(*)
W W r
W t
W t
F
l
l
t
P
SbYFl
Ruedas Dentadas de Dientes Rectos
Punto Final
de contacto
Recta de accin
Punto inicial de
contacto
Fu
erz
a in
sta
nt
nea e
n lo
s d
ien
tes
Fuerza de Lewis
Fuerza dinmica
Fuerza de desgaste
F F
Vm bC F
Vm bC Fd t
t
t
005
005
.
.
P
SbYFl
gwDbQKF
F F
F F
l d
w d
21
22
33000
ZZ
ZQ
diametralpasoP
formadefactorY
DnV
ruedaladeanchob
V
NF
m
m
t
JKK
F
PKKKW Bmdsv
t '
0Ecuacin
Esfuerzo
flexionante
AGMA
RT
N
F
t
permKK
Y
S
S
)/( RTNtF
KKYSS
Ec. Lmite de
durabilidad
en flexin
Factor de
seguridad
en Flexin aroespesorfactorK
acndistribucifactorK
TamaoFactorK
velocidadFactorK
acFactorK
diametralpasoP
ctosDgeometricofactorJ
dnV
ruedaladeanchoF
V
HW
B
m
s
v
d
t
arg
arg
Re
12
33000
'
0
Ecuacin del
Esfuerzo de
contacto
AGMA
Lmite de
durabilidad
por contacto
AGMA
Factor de
seguridad
al desgaste
geomtricofactorI
erficieacabadoecoeficientC
elsticoecoeficientC
acndistribucifactorK
TamaoFactorK
velocidadFactorK
asobrecFactorK
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0
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C
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0
c
RTNC
H
KKZSS
/
Como todo elemento tcnico el primer fallo que puede tener
un engranaje es que no haya sido calculado con los
parmetros dimensionales y de resistencia adecuada, con lo
cual no es capaz de soportar el esfuerzo al que est sometido
y se deteriora o rompe con rapidez.
El segundo fallo que puede tener un engranaje es que el
material con el que ha sido fabricado no rene las
especificaciones tcnicas adecuadas principalmente las de
resistencia y tenacidad.
Tambin 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.
Ruedas Dentadas
Igualmente se puede originar el deterioro prematuro de un
engranaje al que no se le haya efectuado el mantenimiento
adecuado con los lubricantes que le sean propios de acuerdo
a las condiciones de funcionamiento que tenga
Otra causa de deterioro es que por un sobreesfuerzo del
mecanismo se superen los lmites de resistencia del
engranaje
Ruedas Dentadas
Por el calor generado, (calentamiento)
Fallo de los dientes por rotura ( sobreesfuerzo sbito y seco)
Fallo por fatiga en la superficie de los dientes (lubricacin deficiente y dureza inadecuada)
Ruido como resultante de vibraciones a altas velocidades y cargas fuertes.
Los deterioros o fallas que surgen en los engranajes estn
relacionadas con problemas existentes en los dientes, en el eje, o
una combinacin de ambos. Las fallas relacionadas con los
dientes pueden tener su origen en sobrecargas, desgaste y
grietas, y las fallas relacionadas con el eje pueden deberse a la
desalineacin o desequilibrado del mismo produciendo
vibraciones y ruidos.
Ruedas Dentadas
La eleccin de la adecuada viscosidad para un sistema de engranajes de dientes rectos o helicoidales es dependiente de:
Potencia expresada en KW o HP
Reducciones mltiples o simples
Velocidad expresada en r.p.m.
Tipo de lubricacin (circulacin o salpicado)
Ruedas Dentadas