49
La presente investigación se basa en conceptos básicos del método ingenieril enfocados a un problema real. Método científic o. Proyecto de investigación. Equipo 5

Metodo ingenieril

  • Upload
    zhober

  • View
    263

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Metodo ingenieril

La presente investigación se basa en conceptos básicos del método

ingenieril enfocados a un problema real.

Método científico.Proyecto de investigación.

Equipo 5

Page 2: Metodo ingenieril

Investigación ingenieril.

Metodo ingenieril.Identificacion de un problema bajo los pasos metodicos.

Abstract.

The present document establishes the proposed steps and the systematic follow-up of the analysis of a fracture in the base of one stranger gears in a speed gearbox, to a car of 140 hp that has 600 RPM of four cylinders, an analysis of fault and the pertinent tests to be able to determine you factors that propitiate the failure in the performance of mesh.

This test and investigation establishes verified hypotheses low a theoretical frame, which they will be applied to a royal situation to determine the conditions of operation, resistance of the material with which there was made the train of gears, work and a detailed study of the properties of meshes under the common conditions of work.

Resumen.

El presente documento establece los pasos propuestos y el seguimiento sistemático del análisis de una fractura en la base de un engrane desconocido en una caja de cambios de velocidad, a un auto de 140 hp que tiene 600 RPM de cuatro cilindros, un análisis de falla y las pruebas pertinentes para poder determinar os factores que propician el fallo en el desempeño del engrane.

Este ensayo e investigación establece hipótesis comprobadas bajos un marco teórico, que serán aplicadas a una situación real para determinar las condiciones de operación, resistencia del material con el cual fue fabricado el tren de engranajes, trabajo y un estudio detallado de las propiedades del engrane bajo las condiciones comunes de trabajo.

Página 1 de 36

Temas a abordar.

Necesidad e identificación del problema.

Determinación de especificaciones.

Estudio de factibilidad.

Búsqueda de información.

Conceptos alternativos al diseño.

Selección del diseño más promisorio.

Modelo matemático o físico.

Relación entre los materiales y dimensiones del producto.

Optimizar el diseño.

Realizar el diseño optimizado.

Control de producción.

Intervención en la venta y servicio al producto.

Análisis de posibles fallas.

Page 3: Metodo ingenieril

Necesidad e identificación del problema.

FRACTURA EN LA BASE DEL DIENTE DE UN ENGRANE UTILIZADO EN LA CAJA DE CAMBIOS DE UN AUTO ESTANDAR DE 4 CILINDROS DE 140 HP Y 600 RPM.

Una empresa reconocida decidió lanzar al mercado un auto nuevo, de entre ello, se realizaron varios estudios y pruebas para determinar si el auto tenía el suficiente coeficiente de servicio para los usuarios que debe al compararlo.

Se encontró que tenía un sonido raro al cambiar de velocidad de segunda a primera, ya que es una prueba de servicio que se efectúa los autos haciéndolo de manera incorrecta por parte el usuario, que sabe que el sistema de engranajes soluciona con una velocidad máxima en una mínima entre las que el primer sistema de engranajes de la primer velocidad se encarga de darle impulso al autor de 0 a 25 km/h, la segunda velocidad se encarga de darle velocidad al automóvil de 25 km/h hasta 40 km/h en un servicio excesivo máximo. Es allí donde se encontró que el auto tenía una falla, se escuchaba un sonido misterioso en la caja de cambios. Los técnicos de control de calidad realizaron un chequeo a la caja de cambios del automóvil en cuestión, se encontró que se hallaba el tren inferior primario con una fractura en el engrane de tipo helicoidal.

Encontrar otra factura se decidió que se debería ser un estudio y un análisis sobre los diversos caracteres que pueden causar el problema en cuestión.

Y se procede de la siguiente manera para realizar un análisis concreto y tener metas específicas para la solución del problema.

Página 2 de 36

Breve explicación. ¿Cómo paso?

Una empresa reconocida de autos decidió lanzar al mercado un automóvil con las características descritas del problema. Se realizó un estudio de control de calidad y se encontró el fallo en el sistema de engranajes.

El motivo.

La empresa necesita analizar y reparar el problema del fallo.

Page 4: Metodo ingenieril

Objetivo general.

Identificar los factores de la fractura en la base del engrane, mediante pruebas aplicadas y reales al material correspondiente en el tren de engranajes y la función del tren, para determinar unívocamente la razón de la falla en el engrane.

Objetivos específicos.

1. Proponer un análisis del engrane fracturado mediante pruebas y observación física y/o teórica, por medio de cálculos geométricos de esfuerzo dinámico y pruebas reales de condiciones similares a las presentadas ante la fractura, para tener una síntesis de los factores posibles a la falla del engrane.

2. Encontrar los factores que propiciaron la fractura en la base del engranaje por medio de pruebas físicas (análisis de falla) y químicas del material, de esta forma se asegura que la razón de la fractura será encontrada.

3. Analizar los factores de la fractura obtenidos en las pruebas previamente realizadas, con un escolio de los datos teóricos y los resultados obtenidos de las pruebas, así se racionalizara los factores dela fractura y su prevención o mejoramiento.

Determinación de especificaciones.Como la decisión inicial del problema se describen las especificaciones básicas que se deben conocer para las características primarias del automóvil y su correcto análisis. La fractura del engrane representa el problema principal para analizar, las representaciones en varias de la problemática o presenta un fallo en la caja de engranes para realizar el cambio de velocidades.

El problema debe ser reparado, como su principal objetivo, éste debe ser analizado de manera minuciosa y se debe encontrar el motivo por el cual se presentaron la fractura en el diente.

Existen diversas y muy amplias razones por las cuales un material puede romperse, existe una gama muy grande de los diferentes factores y caracteres que propician el rompimiento de un elemento en una máquina dinámica.

Este problema debe limitarse al estudio y análisis del material y la composición como su funcionamiento dinámico de la caja de engranes para el automóvil. En una prueba de servicio como sería la utilización del automóvil por un usuario común que desconocen las características de cada una de las velocidades que representa la velocidad mínima de la

Página 3 de 36

Temas a abordar.

La complejidad.

La ingeniería recurrente.

Conclusión.

Page 5: Metodo ingenieril

velocidad máxima que cada tren de engranaje puede manejar. Haciendo cambios bruscos como se realizó en la prueba de calidad del producto antes de ser lanzado a la venta el automóvil.

Estudio de factibilidad.El problema a estudiar puede ser solucionado de manera real ya que el problema identificado arrojar bajo diversas pruebas los caracteres específicos que propiciaron la falla del engrane. Este problema puede ser reparado con facilidad a que de hacerlo solamente debe intercambiarse el engrane dañado por uno más resistente o en caso de que el análisis de las de la situación de la caja de engranes arroja que tiene un error de construcción por el diseño anterior se deberá cambiar toda la caja de engranes, pero aun así diciendo esto el problema puede ser reparado sin ninguna dificultad mayor.

Los recursos existentes son los trenes de engranaje es la utilizados anteriormente esto puede ser mejorados dándoles un tratamiento térmico o en su caso un recubrimiento especial para mejorar el rendimiento del engrane. Sin dejar a dudar el problema será encontrado después de realizar las diversas pruebas al engrane fracturado.

Con ellos se determinará así se debe hacer una inversión mayor al construir un distinto tiempo de diseño del engrane o sea solamente se debe hacer una inversión menor tomando como ejemplo, que los engranes ya fabricados en la línea de producción se les dé un tratamiento térmico un recubrimiento especial.

Los requerimientos más importantes de la modificación del engrane fracturado son que la eficiencia de la caja de velocidades tenga un mayor rendimiento, se encuentre en condiciones óptimas para el trabajo relacionada con el uso que le dé el usuario, tenga mayor disposición y un elevado tiempo de vida.

Las soluciones en el mercado para este problema son sencillas, suponiendo que se llegara a realizar el estudio correcto y se determinará que toda la línea de producción del engranaje tiene un problema en el tipo de fundición, el material de la fabricación y el procesador de fabricación pueden ser cambiados, los materiales puede ser suministrado ya que son de unos son muy común, ya que son fundición Hierro Carbono.

Con esta investigación propuesta, se podrá delimitar el margen de error en desempeño del sistema de engranaje de la caja de cambios de un automóvil de 140 hp y 600 RPM, previniendo fallas futuras a la fabricación en caso de ser esta la razón o mejorando el sistema del tren de engranaje en la caja de cambios de un auto estándar según sean las condiciones que propician la fractura en la base del engrane.

Página 4 de 36

Page 6: Metodo ingenieril

Reducir costos de operación ante mantenimiento de la caja de cambios en el auto estándar, mejorar la calidad del producto vendido y el desempeño íntegro del auto.

Regularizar las condiciones de fallo y solucionar los factores que hacen el sistema defectuoso para sustentar un desempeño eficiente en el automóvil, reducir defectos de trabajo y sintetizar los montos de errores previniéndolos en situaciones futuras.

Búsqueda de información.Para el siguiente bloque y poder analizar con detenimiento el problema efectuado en la caja engranajes, se realizará una investigación exhaustiva sobre los tipos de engranajes y cajas de engranajes utilizados en autos. Realizando también en investigación sobre las causas más comunes de la fractura de dientes en engranajes.

Conceptos base.

Caja de cambios: En los vehículos, la caja de cambios o caja de velocidades (también llamada simplemente caja) es el elemento encargado de obtener en las ruedas el par motor suficiente para poner en movimiento el vehículo desde parado, y una vez en marcha obtener un par suficiente en ellas para vencer las resistencias al avance, fundamentalmente las derivadas del perfil aerodinámico, de rozamiento con la rodadura y de pendiente en ascenso. (1)

Engrane: Se denomina engranaje o ruedas dentadas al mecanismo utilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una máquina.

Los engranajes están formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denomina corona y la menor piñón. Un engranaje sirve para transmitir movimiento circular mediante contacto de ruedas dentadas. 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. De manera que una de las ruedas está conectada por la fuente de energía y es conocido como engranaje motor y la otra está conectada al eje que debe recibir el movimiento del eje motor y que se denomina engranaje conducido. Si el sistema está compuesto de más de un par de ruedas dentadas, se denomina tren de engranajes.

La principal ventaja que tienen las transmisiones por engranaje respecto de la transmisión por poleas es que no patinan como las poleas, con lo que se obtiene exactitud en la relación de transmisión.(2)

Página 5 de 36

Page 7: Metodo ingenieril

CLASIFICACIÓN DE LOS ENGRANAJES

Ejes paralelos en un mismo plano.

Engranajes cónico-rectos, cónico-helicoidales o espirales

Ejes que se cortan en un mismo plano

Engranajes cónico-rectos, y helicoidales y cónico-espirale

Ejes que se cruzan perpendicularmente.

Engranajes de tornillo-sin-fin, helicoidales, cónico-hipoide

Ejes que se cruzan a cualquier ángulo

Helicoidales.

Todos los tipos de engranajes citados, se resumen en las tres clases o tipos siguientes:

Engranajes cilíndricos

Engranajes cónicos

Tornillo sin fin.

ENGRANAJES CILINDRICOS:

Se fabrican a partir de un disco cilíndrico cortado de una plancha o de un trozo de barra maciza redonda Este disco se lleva al proceso de fresado, en donde se retira material para formar los dientes. La fabricación de estos engranajes es más simple, por lo tanto reduce sus costos. Los engranajes cilíndricos se aplican en la transmisión entre ejes paralelos y que se cruzan.

Rectos exteriores o rectos. Es el engranaje más sencillo de fabricar y el más antiguo, generalmente, para velocidades medias.

A grandes velocidades si no son rectificados, producen ruido más o menos importante según la velocidad y la corrección de su tallado. Es el engranaje donde la sección de corte se mantiene constante con respecto al eje axial. En estos tiempos se utilizan poco, ya que generan mucho ruido. Se encuentran en las prensas de caña de azúcar, y prensas mecánicas.

Interiores. Pueden ser con dentado recto, helicoidal o doble-helicoidal. Engranajes de gran aplicación en los llamados “trenes epicicloidales o planetarios”.

Página 6 de 36

Page 8: Metodo ingenieril

Helicoidales: Más silenciosos que los rectos. Se emplean siempre que se trata de velocidades elevadas. Necesitan cojinetes de empuje para contrarrestar la presión axial que originan. Son aquellos en donde se forma un ángulo entre el recorrido del diente y el eje axial, con el fin de asegurar una entrada progresiva del contacto entre diente y diente. Estos engranajes se utilizan generalmente en las cajas reductoras, caja de velocidades de automóviles.

Doble-helicoidales: Para las mismas aplicaciones que los helicoidales, con la ventaja sobre éstos de no producir empuje axial, debido a la inclinación doble en sentido contrario de sus dientes. Se les denomina también por el galicismo “á chevron”, que debe evitarse. Cumplen la función de dos engranajes helicoidales. Poseen las ventajas de los cilíndricos helicoidales, o sea bajo ruido y alta resistencia. Al igual que los engranajes helicoidales se utilizan en las cajas de reducción donde se requiere bajo ruido. Ejemplo: reductores de plantas de procesamiento de cemento.

Helicoidales para ejes cruzados: Pueden transmitir rotaciones de ejes a cualquier ángulo, generalmente a 90°, para los cuales se emplean con ventaja los de tornillo-sin-fin, ya que los helicoidales tienen una capacidad de resistencia muy limitada y su aplicación se ciñe casi exclusivamente a transmisiones muy ligeras (reguladores, etc.).

Cremallera: Rueda cilíndrica de diámetro infinito con dentado recto o helicoidal. Generalmente de sección rectangular.

ENGRANAJES CONICOS:

Se fabrican a partir de un trozo de cono, formando los dientes por fresado de su superficie exterior. Los dientes pueden ser rectos, helicoidales o curvos. Esta familia de engranajes soluciona la transmisión entre ejes que se cortan y que se cruzan. Los engranajes cónicos tienen sus dientes cortados sobre la superficie de un tronco de cono

Cónico-rectos: Efectúan la transmisión de movimiento de ejes que se cortan en un mismo plano, generalmente en ángulo recto, por medio de superficies cónicas dentadas. Los dientes convergen en el punto de intersección de los ejes. Son utilizados para efectuar reducción de velocidad con ejes en 90°. Estos engranajes generan más ruido que los engranajes cónicos helicoidales. Se utilizan en transmisiones antiguas en forma de reparación. En la actualidad se usan escasamente.

Cónico-helicoidales: Engranajes cónicos con dientes no rectos. Al igual que el anterior se utilizan para reducir la velocidad en un eje de 90°. La diferencia con el cónico recto es que posee una mayor

Página 7 de 36

Breve explicación. ¿Por qué subrayar?

Se realizó un subrayado en esa parte de la investigación porque lo que refiere describe las características del engrane que utiliza una caja de cambio de velocidad.

El motivo.

La cuestión imperante es identificar el tipo de sistema con el que está trabajando.

Page 9: Metodo ingenieril

superficie de contacto. Es de un funcionamiento relativamente silencioso. Se utilizan en las transmisiones posteriores de camiones y automóviles de la actualidad.

Cónico-espirales: En los cónico-espirales, la curva del diente en la rueda-plana, depende del procedimiento o máquina de dentar, aplicándose en los casos de velocidades elevadas para evitar el ruido que producirían los cónico-rectos.

Cónico-hipoides: Para ejes que se cruzan, generalmente en ángulo recto, empleados principalmente en el puente trasero del automóvil y cuya situación de ejes permite la colocación de cojinetes en ambos lados del piñón. Parecidos a los cónicos helicoidales, se diferencian en que el piñón de ataque esta descentrado con respecto al eje de la corona. Esto permite que los engranajes sean más resistentes. Este efecto ayuda a reducir el ruido del funcionamiento. Se utilizan en máquinas industriales y embarcaciones, donde es necesario que los ejes no estén al mismo nivel por cuestiones de espacio.

TORNILLO SIN FIN

Tornillo sin fin: Generalmente cilíndricos. 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 más). 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 concéntricas con las cilíndricas del tornillo. Generalmente, el ángulo de ejes es de 90º. Permiten la transmisión de potencia sobre ejes perpendiculares. Es un caso extremo de engranajes hipoidales, ya que esta descentrado al máximo. Se aplica para abrir puertas automáticas de casas y edificios Poseen además un bajo costo y son autobloqueantes. Es decir que es imposible mover el eje de entrada a través del eje de salida

El piñón se convierte en tornillo sin fin y la rueda se denominca corona. El número de dientes del piñón es igual al número de dientes de entradas o hilos del tornillo.

El tornillo sin fin generalemente desempeña el papel de la rueda conducida.Se distinguen tres tipos:

Tornillo sin fin y corona cilindricos: la rueda conducida es igual a la de los engranajes cilíndricos usuales, el contacto es puntual y por lo tanto el desgaste de ambos es rápido. Se utiliza en la transmisión de pequeños esfuerzos y a velocidades reducidas.

Tornillo sin fin y corona de dientes cóncavos: El tornillo mantiene su forma cilíndrica, con sus filetes helicoidales. La rueda está tallada de forma que sus dientes están curvados, con el centro de curvatura situado sobre el eje del tornillo sin fin. El contacto entre lso dientes es lineal, lo que hace que se transmita mejor el esfuerzo y por tanto se produce menos desgaste. Se utiliza en mecanismos de reducción.

Tornillo sin fin y corona globoidal: El tornillos se adapta a la forma de la rueda, es poco frecuente, debido a su alto coste de fabricación. Se utiliza en las cajas de dirección de los automóviles.

MÁQUINAS PARA LA FABRICACIÓN DE ENGRANAJES

Se distinguen los siguientes tipos básicos:

Dentadoras Pfauter:

Página 8 de 36

Page 10: Metodo ingenieril

Para tallar engranajes cilíndricos, rectos o helicoidales y coronas.

Dentadoras - Mortajadoras Fellows:

Para tallar engranajes cilíndricos, rectos o helicoidales, con dentado exterior o interior.

Dentadoras - Mortajadoras Maag:

Para tallar engranajes cilíndricos, rectos o helicoidales, con dentado exterior.

Dentadoras Bilgram:

Para tallar engranajes cónicos rectos.

Dentadoras Gleason:

Para tallar engranajes cónicos helicoidales o espiroidales.

Afeitadoras Fellows y rectificadoras Maag:

Para el acabado de los flancos de los dientes o helicoidales de engranajes exteriores. (3)

PARTES DE LA CAJA DE VELOCIDADES

Piñón: es una de las piezas de ingeniería de mayor uso en mecánica automotriz. En la caja de velocidades es el encargado, junto con otros, de desmultiplicar la velocidad del motor para aprovechar plenamente su potencia sin importar si se trata de carreteras planas o de montaña. Modernamente son de dientes oblicuos o helicoidales. Tecnicismos

Tren móvil: Es el eje interno de la caja por donde entra el movimiento circular del motor. En éste hay unos piñones flotantes (uno por cada cambio) con los que, gracias a la acción de unos sincronizadores de movimiento y otras piezas, se puede seleccionar una determinada marcha.

Tren fijo: o eje intermediario, es un robusto eje interno de la caja en el que se han trabajado unos piñones para que, con el trabajo en equipo con el tren móvil, se transmita el movimiento del motor al diferencial y posteriormente a las ruedas. Los piñones del tren móvil y fijo permanecen en contacto constante.

Sincronizador: son las piezas que se desplazan por sobre el tren móvil para enganchar silenciosamente las velocidades. Mediante unos bronces de forma cónica igualan las velocidades de los trenes para evitar que los dientes se estrellen y se rompan, y se pueda hacer el cambio suave y silenciosamente.

Página 9 de 36

Page 11: Metodo ingenieril

Bronce: son unas piezas cónicas con dientes en su base cuya función es igualar las velocidades de los piñones.

Horquillas: se encargan de desplazar al conjunto mecánico de los sincronizadores para elegir una velocidad determinada.

Varilla selectora: sobre ella se instalan las horquillas que van a desplazar los sincronizadores. Las varillas se mueven gracias a la acción de la mano del conductor sobre la barra de cambios.

Piñón loco: también se le conoce por el nombre de piñón de reversa, y tiene la función de cambiar el sentido de rotación proveniente del tren fijo al tren móvil para así poner en marcha atrás el automóvil.

Pera de reversa: es un sensor eléctrico que cuando se aplica la marcha atrás, cierra un contacto para encender las luces de reversa.

Rodamiento: sobre estas piezas se instalan y corren los trenes (fijo y móvil) y los piñones del tren móvil, entre otras piezas. Su desgaste produce incómodos ruidos (gemidos).

Retenedor de bola: es una esfera empujada por un resorte helicoidal que se encarga de fijar en una determinada posición al sincronizador del cambio.

Retenedor de aceite: es un cuerpo cilíndrico delgado de caucho que evita la salida del infaltable aceite de lubricación de la caja mediante un labio de caucho especial que se posa sobre alguna pieza metálica en movimiento, tal como un eje de tracción.

Las siguientes piezas, aunque no hacen parte de la caja de velocidades, sí tienen mucho que ver con la correcta operación de la misma.

Embrague: es el vínculo mecánico de unión entre el motor y la caja de velocidades que, cuando se opera mediante la aplicación del pedal, permite el cambio de las velocidades. Lo integran tres piezas fundamentales: la prensa, el disco y la balinera.

Volante de inercia: dentro de las muchas funciones que tiene este pesado disco de acero está la de sostener todo el conjunto del embrague.

Página 10 de 36

Page 12: Metodo ingenieril

Prensa: va unida al volante de inercia por medio de unos tornillos y es la que permite la desconexión del motor y de la caja, a través de la presión que ejerce la balinera al pisar el pedal, mediante la liberación del disco.

Disco: se instala en medio de la prensa y el volante, para permitir que, según se pise o se libere el pedal, se haga del motor y de la caja un conjunto solidario o no. El disco, que viene recubierto de unos forros de asbesto, resbala unos momentos entre las piezas anotadas arriba, para procurar una

firme suavidad en el cambio.

Balinera: unida por una guaya o un sistema hidráulico al pedal, es la que ejerce presión sobre la prensa para liberar el disco. (4)

Cajas de cambio manuales.

Cajas de cambio de toma directa (2 ejes):

Son las utilizadas en vehículos de tracción delantera. Su construcción es simple y compacta, ya que tienen que compartir espacio con el motor en la parte delantera del vehículo además de alojar el grupo diferencial en su interior.

Estas cajas de cambio poseen dos ejes, uno por el cual llega la transmisión del motor, también llamado primario y el secundario, por el cual, a través de los piñoes seleccionados se transmite la fuerza hacia el grupo cónico diferencial, que a su vez, mediante los palieres lanza la transmisión mecánica de giro a las ruedas.

El eje primario puede ser fijo o no, al igual que el secundario que puede ser fijo o no. Hay cajas de cambio que va mitad y mitad, todo depende de la arquitectura adoptada y del diseño del fabricante. No obstante, eso no es determinante para el rendimiento, ya que funcionan todas exactamente igual.

En el dibujo de la parte superior vemos como llega la transmisión del motor al eje primario, se transmite al secundario a través de los piñoes de la marcha engranada y de éste al diferencial para trasmitir la fuerza mecánica de giro a las ruedas.

Página 11 de 36

Page 13: Metodo ingenieril

Cajas de cambio de toma constante (3 ejes):

Estas cajas de cambio están diseñadas para vehículos de propulsión trasera y poseen 3 ejes, aunque visualmente parece que tengan solamente dos. Se reconocen fácilmente ya que poseen un tamaño muy alargado y voluminoso y se sitúan en la parte central del vehículo, sobre su eje longitudinal. El motor adopta de este modo una configuración longitudinal.

Estas cajas de cambio también se conocen con el nombre de cajas de cambio de toma constante, ya que posee dos piñones que permanecen siempre engranados, los cuales transmiten la fuerza al eje intermediario (que suele ser fijo) y a través de los sincronizadores, situados en el tercer eje, se engrana la marcha. La fuerza mecánica resultante abandona la caja de cambios por su parte posterior hacia el grupo diferencial, situado en el eje trasero del vehículo.

En la imágen de la parte superior observamos representada una caja de cambios de toma constante. Podemos ver como el primario (color verde) está engranado continuamente con el rojo (eje intermedio). Los sinctonizadores situados en eltercer eje engranan el piñón correspondiente con el eje intermediario y a través del eje terciario (amarillo) transmitimos el movimiento al grupo cónico diferencial.

Esta caja de cambios es de 6 velocidades. La 6 velocidad se engrana mediante un sincronizador (no representado) que une directamente el primario con el terciario (sin pasar por el intermediario) transmitiendo íntegramente las revoluciones del motor al eje terciario y por tanto, al grupo diferencial.

Página 12 de 36

Page 14: Metodo ingenieril

En la representación gráfica de la parte superior observamos una caja de cambios de toma constante de 4 velocidades. La cuarta velocidad es engranada mediante el sincronizador más cercano al embrague que une el eje 1 y 3 de forma directa.

Cajas de cambio automáticas.

En el cambio manual las marchas se engranan intercalando un juego de piñones pero en un cambio automático esto se consigue de forma totalmente diferente; con un juego de planetarios.

Un engranaje planetario consta de tres elementos básicamente: un engranaje planeta en la parte interior, los satélites (3) que giran alrededor del planeta y una corona alrededor de los satélites. Con un solo juego de planetarios logramos hasta 4 velocidades, 3 hacia delante y 1 hacia atrás.

En la relación más corta la potencia del motor entra por el planeta y de ahí sale por los satélites.

En la relación intermedia el planeta no gira y el par se obtiene por la corona entrando la potencia por el satélite.

En la relación más larga la potencia del motor entra por la corona, y a través de los satélites la potencia sale por el planeta.

En la marcha atrás la potencia entra por el planeta, el porta-satélite se bloquea (pero los satélites no, actuando de piñón intermedio) y la corona entonces gira al revés invirtiendo el giro.

Las cajas de cambio automáticas no constan de un solo juego de planetarios, ya que solo lograríamos 3 velocidades y con relaciones muy largas si queremos obtener las prestaciones normales de un turismo que posee 5 o 6 velocidades. Las cajas de cambio automáticas poseen 2 ó 3 (o incluso más en las más sofisticadas) juegos de planetarios, con diferentes relaciones entre uno y otro, que intercalándolos se consiguen cambios automáticos de 6 ó más velocidades.

Este tipo de caja de cambios fue las que primero se montaban en los vehículos turismos de propulsión trasera (antes de que saliesen al mercado las cajas pilotadas de doble embrague) y se siguen montando en grandes berlinas y turismos de alta gama de propulsión trasera enfocados al confort. Las cajas de cambio que utilizan hoy y día estos turismos poseen hasta 8 velocidades.

Página 13 de 36

Page 15: Metodo ingenieril

Para conseguir intercalar en estas cajas de cambio los diferentes conjuntos planetarios, la caja posee en su interior una serie de frenos y embragues que ayuda a frenar o a obligar a girar loco a los diferentes conjuntos para lograr la relación deseada. En los siguientes videos podemos hacernos una idea del funcionamiento de estas cajas de cambio y su construcción interna.

- Caja de cambios Continua Variable CVT.

Estas cajas de cambio son completamente diferentes a las cajas de cambio automáticas mediante planetarios a pesar de ser automáticas. Estas cajas de cambio están enfocadas para montarse en vehículos automáticos de tracción delantera, donde el espacio es muy reducido.

Estas cajas de cambio han experimentado un gran auge y una gran evolución gracias a que son utilizadas actualmente en los vehículos híbridos de tracción delantera.

Por fuera la caja de cambios CVT es muy similar a una caja de cambios manual y está ubicada en el mismo sitio, pero hay notables diferencias.

Para empezar este cambio no lleva convertidor de par, la potencia del motor pasa directamente al eje primario que la transmite a un solo planetario, de aquí salen solo dos marchas para adelante y para atrás. También posee solo dos embragues hidráulicos, uno para la marcha adelante y otro para la marcha atrás.

El secundario del planetario y los embragues hacen mover una polea especial la cual porta una correa de acero que mueve otra polea. En función del número de las r.p.m. los diámetros de estas poleas van variando consiguiendo infinitas relaciones de transmisión (hasta un tope lógicamente). En la marcha atrás el sistema emplea una transmisión fija.

Caja de cambios manual actualizada.

El cambio que vamos a estudiar ahora es una versión extremadamente ligera, dotada de dos árboles y 5 velocidades. Los componentes de la carcasa están fabricados en magnesio. El cambio puede transmitir pares de hasta 200 Nm. Este cambio se puede emplear en combinación con una gran cantidad de motorizaciones. Las relaciones de las marchas, los piñones y la relación de transmisión del eje han sido configurados por ello de modo flexible.

Página 14 de 36

Page 16: Metodo ingenieril

La 1ª y 2ª marchas tienen una doble sincronización. Todas las demás marchas adelante tienen sincronización simple. El dentado de trabajo de los piñones móviles (solidarios) y fijos (locos) es de tipo helicoidal y se hallan continuamente en ataque (engranados). Todos los piñones móviles (locos) están alojados en cojinetes de agujas y están repartidos en los árboles primario y secundario. Los piñones de 1ª y 2ª marcha se conectan sobre el árbol secundario; los de 3ª, 4ª y 5ª marchas se conectan sobre el árbol primario.El piñón de marcha atrás (16) tiene dentado recto. La inversión del sentido de giro sobre el árbol secundario se realiza con ayuda de un piñón intermediario (15), alojado con un eje aparte en la carcasa

del cambio, que se conecta entre los árboles primario y secundario. Sobre el secundario se conecta sobre la corona dentada, tallada en el exterior del sincronizador de 1ª y 2ª.La transmisión del par de giro hacia el diferencial se realiza a través del piñón de ataque del árbol secundario contra la corona dentada del grupo diferencial.

Cambio z2 z1 rt

Página 15 de 36

Page 17: Metodo ingenieril

manual de 5 marchas

1ª velocidad 38 11 3,455

2ª velocidad 44 21 2,095

3ª velocidad 43 31 1,387

4ª velocidad 40 39 1,026

5ª velocidad 39 48 0,813

Marcha atrás 35 24

2411 3,182

Grupo diferencial 66 17 3,882

Velocímetro Electrónico

Carga de aceite 1,9 litros

Cambio de aceite Carga permanente

z2.- nº de diente piñones del secundario

z1.- nª de diente piñones del primario

rt.- relación de transmisión (z2/z1)

 

CarcasaLa carcasa del cambio consta de 2 piezas de magnesio (carcasa del cambio y carcasa de embrague). Con una tapa específica se cierra la carcasa del cambio hacia fuera. Los componentes de la carcasa son de magnesio, para conseguir un conjunto mas ligero

Página 16 de 36

Page 18: Metodo ingenieril

.

Árbol primario

El árbol primario está diseñado con el conjunto clásico de cojinetes fijo/móvil.

Está alojado:

mediante un cojinete de rodillos cilíndricos (móvil) en la carcasa del embrague,

mediante un rodamiento radial rígido (fijo) en una unidad de cojinetes, dentro de la carcasa del cambio.

Para reducir las masas se ha dotado el árbol primario de un taladro que lo atraviesa casi por completo.

El dentado para la 1ª, 2ª y marcha atrás forma parte del árbol primario. El cojinete de agujas para la 5ª marcha se aloja en un casquillo por el lado del árbol. Los cojinetes de agujas para los piñones de 3ª y 4ª marchas funcionan directamente sobre el árbol primario.

Los sincronizadores de 3ª y 4ª marchas y 5 marcha van engranados mediante un dentado fino. Se mantienen en posición por medio de seguros.

 

Árbol secundario

También el árbol secundario está diseñado de acuerdo a los cojinetes clásicos fijo/móvil.

Igual que el árbol primario, está alojado:

Página 17 de 36

Page 19: Metodo ingenieril

mediante un cojinete de rodillos cilíndricos (móvil) en la carcasa del embrague

por medio de un rodamiento radial rígido de bolas (fijo), situado conjuntamente con el árbol primario en la unidad de cojinetes, en la carcasa del cambio.

Para reducir la masa se ha procedido a ahuecar el árbol secundario.

Los piñones de 3ª, 4ª y 5ª velocidad y el sincronizador para

1ª y 2ª velocidad están engranados por medio de un dentado fino. Se mantienen en posición por medio de seguros. En el árbol secundario se encuentran los piñones móviles (locos) de 1ª y 2ª velocidad, alojados en cojinetes de agujas.

 

Grupo diferencial

El grupo diferencia constituye una unidad compartida con el cambio de marchas. Se apoya en dos cojinetes de rodillos cónicos, alojados en las carcasas de cambio y embrague.

Página 18 de 36

Breve explicación. ¿Es importante esta sección?

Para entender la naturaleza del problema se debe conocer el funcionamiento o que desempeña el tren de engranajes en la caja de cambios.

Page 20: Metodo ingenieril

Los retenes (de diferente tamaño para los lados izquierdo y derecho) sellan la carcasa hacia fuera.

La corona está remachada fijamente a la caja de satélites y hermanada con el árbol secundario (reduce la sonoridad de los engranajes).

La rueda generatriz de impulsos para el velocímetro forma parte integrante de la caja de satélites.

 

Doble sincronización

La 1ª y 2ª velocidad tienen una doble sincronización. Para estos efectos se emplea un segundo anillo sincronizador (interior) con un anillo exterior.

Página 19 de 36

Page 21: Metodo ingenieril

La doble sincronización viene a mejorar el confort de los cambios al reducir de 3ª a 2ª velocidad y de 2ª y a 1ª velocidad.

Debido a que las superficies friccionantes cónicas equivalen casi al doble de lo habitual, la capacidad de rendimiento de la sincronización aumenta en un 50 %, aproximadamente, reduciéndose a su vez la fuerza necesaria para realizar el cambio, aproximadamente a la mitad.

 

Flujo de las fuerzas en el cambioEl par del motor se recibe en el cambio a través del árbol primario. Según la marcha que esté conectada, el par se transmite a través de la pareja correspondiente de piñones hacia el árbol secundario y, desde éste, hacia la corona del grupo diferencial.

El par y el régimen actúan sobre las ruedas motrices en función de la marcha engranada.

Alojamiento de cojinetes.

Los rodamientos radiales rígidos de bolas no se montan directamente en la carcasa del cambio, sino que se instalan en un alojamiento por separado para cojinetes. 

Página 20 de 36

Page 22: Metodo ingenieril

El paquete completo de los árboles primario y secundario con sus piñones se preensambla fuera de la carcasa del cambio, en el alojamiento de cojinetes, lo cual permite incorporarlo fácilmente en la carcasa del cambio.

Los rodamientos radiales rígidos se fijan en la posición prevista por medio de una arandela de geometría específica, que va soldada al alojamiento de cojinetes.Los rodamientos radiales rígidos poseen retenes radiales propios por ambos lados, para mantener alejadas de los cojinetes las partículas de desgaste que acompañan al aceite del cambio.

 

Mando del cambio Los movimientos de cambio se reciben por arriba en la caja. El eje de selección va guiado en la tapa. Para movimientos de selección se desplaza en dirección axial. Dos bolas, sometidas a fuerza de muelle, impiden que el eje de selección pueda ser extraído involuntariamente de la posición seleccionada.

Las horquillas para 1ª/2ª y 3ª/4ª velocidad se alojan en cojinetes de bolas de contacto oblicuo. Contribuyen a la suavidad de mando del cambio. La horquilla de 5ª marcha tiene un cojinete de deslizamiento. Las horquillas y los patines de cambio van acoplados entre sí de forma no fija. Al seleccionar una marcha, el eje de selección desplaza con su dedillo fijo el patín de cambio, el cual mueve entonces la horquilla. Los sectores postizos de las horquillas se alojan en las gargantas de los manguitos de empuje correspondientes a la pareja de piñones en cuestión.

Sensores y actuadores

Indicador de la velocidad de marcha La señal de velocidad que se envía al velocímetro se realiza sin sistemas mecánicos intermedios (como el cable o sirga utilizado en los cambios antiguos). La información necesaria para la velocidad de marcha se capta en forma de régimen de revoluciones, directamente en la caja de satélites, empleando para ello el transmisor electrónico de velocidad de marcha. La caja de satélites posee marcas de referencia para la exploración: son 7 segmentos realzados y 7 rebajados.

Página 21 de 36

Page 23: Metodo ingenieril

El transmisor trabaja según el principio de Hall. La señal PWM (modulada en achura de los impulsos) se transmite al procesador combinado en el cuadro de instrumentos

Conmutador para luces de marcha atrás: El conmutador para las luces de marcha atrás va enroscado lateralmente en la carcasa del cambio. Al engranar la marcha atrás, un plano de ataque en el patín de cambio para la marcha atrás acciona el conmutador con un recorrido específico. El circuito de corriente se cierra, encendiéndose las luces de marcha atrás. (5)

Aceros para la fabricación de engranes.

Las ruedas dentadas pueden fabricarse de una gran variedad muy extensa para obtener las propiedades adecuadas según el uso que se les va a dar. Desde este punto de vista el diseño mecánico, la resistencia y la durabilidad, es decir resistencia al desgaste, son las propiedades más importantes.

Los aceros para elementos de herramientas mecánicas y muchos reductores de velocidad y transmisión de movimiento para trabajo entremedio y pesado, por lo regular, se fabrican de acero al medio carbono. Entre la amplia gama de aceros al carbono y aceros que

se utilizan se pueden mencionar.

La carburizaciòn produce una dureza superficial de 55ª 64 HRC y dapor resultado una de las durezas mas considerables de uso común para los engranajes. Mediante la nitración se obtiene una superficie muy dura pero muy delgada. Se especifica para las aplicaciones en las que las cargas son ligeras y se conocen bien. (6)

Fractura en los dientes.Esta falla resulta de sobrecargas o por ciclos de esfuerzo de los dientes más allá del limite de fatiga de material. Cuando un diente se rompe pro fatiga debe haber evidencia de un punto focal donde comienza la fractura. A veces una raya o una entalla pueden coincidir con ese punto focal; una inclusión o una grieta debida al tratamiento térmico también se pueden encontrar allí. Si se halla algún defecto en ese punto, se debe suponer que, al menos en parte, es la causa de la falla.

Cuando un diente se rompe por un choque repentino una sobrecarga, la fractura suele tener una apariencia fibrosa. Cuando se rompen dientes consecutivos, suele suceder que uno o dos se rompen por fatiga como el engranaje continúa girando bajo torque, el golpe de la rueda que engranar al saltar en el boquete dejado por el diente fatigado, se romperán otros dientes adicionales. Mirando varios dientes fracturados se puede definir cuál fallo por fatiga (presentara una apariencia lisa) y cuales fallaron depsues por la cobre carga (apariencia fibrosa).

Página 22 de 36

Page 24: Metodo ingenieril

Fractura por fatiga.

Se puede reconocer por la fractura de curvas semielipticas en la superficie de la fractura que irradian desde el foco o núcleo de la fractura. Son el resultado de cargas periódicas suficientes elevadas para agrandar una grieta, pero no tanto como para que una sola de ellas sea capaz de provocar individualmente la fractura del diente.

Fractura por fatiga de flexión.

La figura muestra que los dientes trabajan como una viga en cantiléver, por lo cual los esfuerzos máximos se presentan en la raíz del diente, del lado que trabaja a tensión. Las fracturas generalmente resultan de una fisura originada a le raíz del diente, debido a entalladuras, inclusiones, pequeñas fisuras de tratamiento térmico y esfuerzos residuales.

Los elementos del diente deben diseñarse de modo que la carga trasmitida resulte dentro del límite dela fatiga del material, o escoger un material con mayor resistencia o aumentar el área de la raíz del diente cuyo mayor radio de acordonado y mejorar su acabado, con esto puede evitar la fatiga.

Página 23 de 36

Page 25: Metodo ingenieril

Rotura por la sobrecarga.

Se presenta como una rotura tenaz y fibrosa, mostrando evidencia de que el material ha sido rápidamente arrancado o rasgado, como lo muestra la figura. La rotura del diente causada por una sobrecarga que excede la resistencia a la tensión del

material, esto viene a parar en una rotura por fatiga de corto ciclo, que generalmente comienza sobre el lado de tensión de la raíz del filete.

Hay casos en que la sobrecarga se produce por desalineación de los engranajes.en estos casos la fractura se origina en un extremo del diente y ocurre en línea diagonal. La desalineación es una causa común de dientes rotos en engranajes rectos, helicoidales, y conucos. A veces la desalineación se debe a cojinetes flojos o averiados.

Los cojinetes flojos causaran la deflexión del eje y finalmente una fractura del diente debido a cargas en sus extremos. En todos los casos de fracturas se debe hacer un determinado análisis para encontrar las causas que la originaron y aplicar los correctivos del caso.

Fallas combinadas.

En general las fallas no ocurren separadamente en la forma descrita hasta ahora, sino que existen otros factores que hacen que se presenten dos o mas fallas al mismo tiempo o que haya una cadena de fallas que conduzcan a la rotura o movilización del engranaje. En la figura siguiente se puede ver un ejemplo de este tipo de fallas. se presenta el desgaste por escoriado, el desconchado, el picado en la línea primitiva y el flujo plástico en forma de escamas de pescado.

Página 24 de 36

Page 26: Metodo ingenieril

Como conclusión se puede analizar la figura 4.21donde se muestra la influencia de la velocidad y la carga de operación sobre los cuatro tipos de tallas que gobiernan la capacidad de operación de un tren de engranajes. Desgaste, escoriado, picado y rotura de los dientes. (7)

Fatiga de materiales.

Fenómeno que conduce a la rotura de una pieza mecánica a causa de solicitaciones repetidas. Puede comprobarse con facilidad doblando alternativamente un alambre en un sentido y en otro. En un instante determinado la rotura se produce incluso con esfuerzos muy pequeños. En la práctica esto que ocurre con los metales es semejante a lo que sucede con el hombre: la repetición de un esfuerzo incluso débil produce un estado de fatiga.

El primero en comprobar este fenómeno fue el alemán Wohler que, alrededor de 1860, realizó algunas pruebas para comprobar la resistencia de los ejes en los coches de los ferrocarriles; llegó a trazar unas curvas (curvas de Wohler), indicando en un diagrama el número de las repeticiones cíclicas de una determinada carga en correspondencia con la cual se producía la rotura.

El tipo de curvas de Wohler, aun siendo semejantes, varía de unos metales a otros. Analizando la curva de Wohler para un acero con bajo contenido de carbono se deduce que: hasta 2.000-3.000 ciclos la carga de rotura coincide con la carga de rotura estática; desde 2.000-3.000 hasta 5-6 millones de ciclos la carga de rotura decrece notablemente al aumentar las repeticiones y se obtiene la zona llamada resistencia variable; superando el límite crítico de 5-6 millones de ciclos la carga de rotura permanece invariable.El efecto del fenómeno de la fatiga sobre la resistencia de los metales es notable; téngase en cuenta que el 38NiCrMo4, un acero ampliamente empleado en las contrucciones automovilísticas, posee un límite de resistencia a la fatiga de 45 kg/mm2, mientras que la carga de rotura es de 115 kg/mm2.

Conceptos alternativos al diseño.Pruebas no destructivas en metales.

Se denomina ensayo no destructivo o prueba no destructiva a cualquier tipo de prueba practicada a un material que no altere de forma permanente sus propiedades físicas, químicas o dimensionales. Los ensayos no destructivos implicar un daño imperceptible o nulo. Los diferentes métodos de ensayos no destructivas se basan en la aplicación de fenómenos físicos tales como ondas electromagnéticas, elásticas, emisión de partículas subatómicas, capitalidad, absorción y cualquier tipo de prueba que no implique un daño considerable en la muestra examinada.

Página 25 de 36

Breve explicación. ¿Qué se determinó?

Después de haber realizado la búsqueda de información, encontradas las características que describen al otro problema, se determino hipoteticamente que tiene una fractura por fatiga. Pero aún estamos especulando el problema, después de las pruebas a realizar obtendremos el resultado final.

Page 27: Metodo ingenieril

1.- Análisis de aceite.

El análisis de aceite es un conjunto de procedimientos y mediciones aplicadas al aceite usado las máquinas y equipos, el facilitar el control tanto del estado de lubricante, como de manera indirecta permiten establecer el estado los componentes.

El objetivo primordial y final es suministrar información para adelantarse a tomar acciones y buscar la reducción de los costos de operación y el mantenimiento a través de preservación de las máquinas y la extracción de la mejor vida de los lubricantes.

2.- Análisis de vibraciones.

El análisis de vibraciones consiste en el estilo del tipo de propagación de ondas elásticas en un material homogéneo y la determinación de los efectos producidos y el modo de propagación. Las violaciones puede ser medidas en caracterizadas midiendo la oscilación o desplazamiento alternante de ciertos puntos al paso de una honda elástica.

3.- Inspección por partículas magnéticas.

Se utiliza cuando se requiere una inspección más rápida que la que se logra empleando líquidos penetrantes. Existen 32 variantes del método, y cada una sirva para diferentes aplicaciones y niveles de sensibilidad.

Este método se utilizan materiales claro magnéticos, Hierro, el cobalto y el níquel. Debido a su baja permeabilidad magnética, no se apliquen y materiales paramagnéticos ni en los diamagnéticos.

Pruebas destructivas en metales.

Son aquellas en las que las propiedades físicas de material son alteradas y sufren cambios en la estructura, su razón de ser estriba más en el estudio de piezas posteriores, quien preventivo de la pieza examinada. Al contrario de las pruebas no destructivas, que basan su contenido en el intento de determinar si la pieza analizada puede seguir cumpliendo con la función para que fue creada. Las pruebas destructivas son aquellas en las que las probetas y/o especímenes sufren cambios irreversibles como producto de la prueba. En muchos casos, las probetas de vencer máquina o modificadas para adecuarse a estándares ante la prueba en sí.

1.- Prueba de aplastamiento.

Esta prueba consiste en aplastar una muestra de un tubo hasta que se toquen sur superficies. Esta prueba es útil para determinar si el material es capaz de resistir altas deformaciones sin que se presenten grietas.

2.- Pruebas de compresión.

Esta prueba consiste en someter una probeta a una carga de compresión hasta lograr su ruptura. Se utiliza para conocer la resistencia del material a la carga de compresión. En esta prueba se determina el esfuerzo que el material puede soportar el gene unidad esfuerzo sobre área.

3.- Prueba de doblez.

Página 26 de 36

Page 28: Metodo ingenieril

Consiste en colocar una probeta en un dispositivo especial sometiendo la a una fuerza constante para determinar la ductilidad y sanidad de los materiales.

4.- Pruebas de tensión.

Prueba que proporcionará información sobre las propiedades mecánicas de los materiales tales como: resistencia a la sentencia, porcentaje de elongación, porcentaje de reducción de área y máximo esfuerzo a la ruptura. Esta prueba se utiliza para conocer la resistencia que presentan los materiales cuando son tensionados. La prueba consiste en posicionar una probeta en una máquina detención sometiendo la a un estiramiento hasta conseguir su ruptura.

Conclusión a las pruebas realizadas.

En el término después de haber realizado las pruebas necesarias para conocer la característica del problema que la hipótesis tenía razón, los factores determinantes de la falla en el engrane se correspondían con lo antes mencionado, la fractura se vivió por fatiga a la resistencia mecánica.

Para la solución de este problema se propone un tratamiento térmico o llamando nitruración. Este tema se abordará en la selección del diseño más promisorio para la solución del problema encontrado.

Seleccionar el diseño más promisorio.El endurecimiento de superficies se utiliza actualmente en casi todos los sectores de la industria del metal, así como en la industria del plástico o fabricación de maquinaria. La duración de los productos, moldes, troqueles, útiles, herramientas y componentes de maquinaria se alarga considerablemente con el tratamiento de superficies.

Existen productos que sólo resultan posibles, con el aumento de la resistencia y con la disminución del desgaste por abrasión de las superficies conseguidas mediante estos procesos.

La nitruración es un tratamiento termoquímico de enriquecimiento superficial, con nitrógeno y amoníaco en fase ferrítica sobre los aceros. Esto se consigue introduciendo dentro del propio material los elementos antes citados.

Los procesos de nitruración se componen de dos mecanismos:

a) tratamiento de conversión química superficial que conduce a la formación en la superficie de la pieza de una capa de combinación compuesta de nitruros de hierro.

b) un tratamiento de difusión de nitrógeno en solución sólida intersticial y de combinación en ciertos elementos de aleación, principal-mente de Cr, Mo, Ti, Al Y V, procedentes del acero que se va a tratar, en nitruros finamente dispersos conduciendo a un endurecimiento por reforzamiento estructural en una profundidad denominada capa o zona de difusión.

Para la resolución al problema, se tomó la decisión de realizar un tratamiento de nivel nitruración el cual consiste en el endurecimiento de la superficie de nuestro engrane, esta característica de dar mayor resistencia cuando el engrane esté en condiciones de servicio.

Extorsión reduce los costos de mejora del prototipo considerado al inicio con del auto estaba a punto de lanzarse a la venta. El tratamiento de nitruración tiene un costo menor a la solución de cambiar todo el sistema de producción de los engranes ya fabricados para la construcción del automóvil en cuestión. Es indispensable reducir costos para solucionar un problema pequeño.

Página 27 de 36

Page 29: Metodo ingenieril

En esta parte de los conceptos alternativos al diseño, incluiremos dos tipos de pruebas que se deben realizar reconoce las fallas quien tiene el engrane.

Implementar modelo matemático o físico.El modelo matemático o físico esta mencionado en la parte interior de la búsqueda de la información para el análisis del engrane.

Al modelo matemático o implementaremos una investigación titulado modelo matemático para determinar el factor de forma de los dientes de los engranes cilíndricos de envolvente con dientes rectos de perfil asimétrico.

Este trabajo fue realizado por los anteriores investigadores de la universidad de Cienfuegos en Cuba en la universidad central de las villas en Cuba.

Página 28 de 36

Breve explicación. ¿Qué se le terminó?

Después de realizar las pruebas en el material y del engrane en su funcionamiento la opción más promisoria es el tratamiento térmico para endurecer la superficie de nuestro engrane, negando una capa de resistencia a la tracción, lo cual resultaría el problema de la ruptura por fatiga.

Page 30: Metodo ingenieril

Página 29 de 36

Page 31: Metodo ingenieril

Página 30 de 36

Page 32: Metodo ingenieril

Página 31 de 36

Page 33: Metodo ingenieril

La investigación anterior apoya esta investigación entregando nos un análisis del tipo de engrane, con ello se puede entregar un análisis de mencionan de las características que debe tener nuestro engrane como los aspectos teóricos de antes mencionados del proceso de nitruración.

Determinar la relación entre las dimensiones y los materiales del producto.Para la resolución de nuestro problema en México se tienen muchos proveedores que pueden solucionar nuestro problema dándole el tratamiento térmico con esta línea de producción de los engranes. El siguiente LINK demuestra la capacidad que tiene cada uno para realizar estos procesos haciendo real la solución a nuestro problema.

http://nitrurado.mexicored.com.mx

La empresa OERLIKON BALZERS COATING MÉXICO, S.A. DE C.V. puede entregarnos las características que nosotros necesitamos por otra línea de producción y la corrección de nuestro problema.

Página 32 de 36

Page 34: Metodo ingenieril

Optimizar el diseño.El diseño puede ser optimizado con la reducción de los costos eligiendo al proveedor más promisorio, se debe de tener en cuenta también el gasto de trasporte en la línea de producción de los engranajes hacia el proveedor también como la instalación de los lagos engranes en los sistemas de trasmisión de los autos.

De la decisión tomada se contempla un margen de error pequeño pero contemplado para la solución de nuestro principal problema. Es decir que si se presenta alguna anomalía estará sujeta a un nuevo análisis sobre los procesos de fabricación y de tratamientos térmicos del material.

Se considera que los problemas presentes en el engrane ya están solucionados por que la solución estaba basada en pruebas físicas reales y análisis de esfuerzo y durabilidad del material.

Evaluar el diseño optimizado.La inversión para la reparación del sistema de engranajes está prevista en el costo de la venta del auto, asegurando y reduciendo el nivel de perdida monetaria utilizada para la solución del problema.

Este problema se solventa con las ventas esperadas de los autos en el mercado a tres años de su lanzamiento. La retribución monetaria de merma será la esperada y prevista por faltas a las ventas, depresiones económicas, cambios de precio o en cualquier otro defecto externo que tenga la economía del país.

Los estándares de fabricación del producto están contemplados bajo las ISO correspondientes a la venta, seguridad, costos y beneficios al usuario.

Comunicar las decisiones de diseño al personal de producción.

El personal de producción se encargará de realizar un embalaje de los engranes seleccionados del primer nivel del tren defectuoso, estos serán enviados a el proveedor del tratamiento térmico para que se realice el proceso.

Después de realizar el proceso, el personal debe estar capacitado y listo para montar los nuevos engranes en los trenes de engranaje, realizado este cambio se podrá proceder con los siguientes pasos de producción de los automóviles.

El departamento de sistemas de trasmisión debe ser el responsable de llevar a cabo dicha encomienda.

Página 33 de 36

Page 35: Metodo ingenieril

Controlar la producción.Para realizar el cambio de producción en los sistemas de trasmisión se tiene contemplada la capacitación del personal para realizar este movimiento.

No se requiere de ningún otro elemento de montaje para realizar la producción ya que solo serán tratados un sistema de engranajes, de la misma forma que si no se hubiera realizado el cambio en el tratamiento térmico. El personal de producción tendrá una capacitación sobre el tipo de tratamiento para que conozcan sus características.

Intervenir en las ventas y el servicio.Las ventas están determinadas bajo el modelo de producción y consumismo realizado por un análisis económico de ventas para nuestro automóvil lanzado al mercado.

Se requiere una venta mínima de autos para poder solventar el tratamiento térmico de los engranes en cuestión.

Analizar las fallas y retroalimentar el proceso de diseño.No fue presente causa o falla aparente en el engrane después de ser tratado térmicamente ya que se realizaron pruebas de laboratorio bajo diversos escrutinios y también se analizó el rendimiento del automóvil con el nuevo engrane y su desempeño en el tren de engranajes.

Después de las pruebas realizadas se determina que la solución es eficiente al problema presentado.

La complejidad.el problema no tiene mayor complejidad alejado de ser una cuestión real y no insustancial corregida a sistemas de aleatoriedad y la teoría del caos. La composición es simple y bajo el escrutinio fiel y real de las pruebas del laboratorio no cabe duda de el problema seleccionado.

La ingeniería recurrente.

Página 34 de 36

Breve explicación. Los pasos de estas secciones son muy cortos porque refieren a las especificaciones finales sobre la resolución del problema presente.

Page 36: Metodo ingenieril

Para realizar un proyecto eficiente y eficaz los departamentos de la empresa deben ponerse en pie y colaborar activamente.

Los departamentos de economía al producto, contaduría, producción, control de calidad, optimización de procesos y la barra ejecutiva, son cruciales para el desempeño efectivo de nuestro proyecto a realizar. Los preámbulos contemplados anterior mente debe ser comunicados de forma respectiva y coherente con el trabajo a desempeñar al personal adecuado y a los departamentos de trabajo.

Conclusión.Los problemas retomados en cualquier situación deben ser analizados en expresiones simples y bien elaboradas para facilitar su correcta solución.

La sintonización por departamentos del trabajo colaboraría a una mejora en la aplicación de nuestro proyecto de mejora.

Las cuestiones importantes deben ser previstas y analizadas al principio de los proyectos venideros, el enfoque temprano puede otorgar una resolución importante en cualquier problema.

Página 35 de 36