Nombre: Otiel Carrasco Carrasco
Calculo de tren de engranes Datos iniciales potencia rmp_entrada rmp_salida rmp_motor Ejes
300 1430 50 1430 4
Ahora para para los ejes y sus respectivas respectivas relaciones relaciones de de velocidades velocidades e_parcial 3,058125784 I_total 28,6000 i_ 1 4 i_2 3 i_3 2,2 La multiplicación de todas las relaciones de cada eje da como resultado 28,3 muy cercano del total. Para las velocidades de cada elemento queda lo siguiente velocidades rmp w1= 1430 w2=w3 357,5 w4=w5 119,1666667 w6= 54,2 Como podemos ver w6 siendo de salida da muy cercano al valor dado en el inicio por lo que nos quedaremos con estas relaciones para determinar las dimensiones de los elementos de engranaje.
Como tenemos un potencia de 300 HP se considera para cada tren aplicar el uso de engranajes helicoidales para efecto de cálculo para que pueda entregar valores razonables
Nombre: Otiel Carrasco Carrasco
Primer tren de engrane Diseño del primer piñon Datos del Piñón 1 ang. Presión ang. hélice paso diametral normal numero de dientes Paso diametral transv. paso circular transversal paso axial paso circular normal Angulo de presión transversal diámetro de paso velocidad de línea de paso carga transmitida Wt componente radial Wr componente axial Wx ancho de cara
20 ° 15 ° 3 18 2,90 1,08 4,05 1,05 20,65 6,21 2325,48 4257,19 1604,15 623,11 8,09 “
Pulg Pulg Pulg Pulg Pulg Pulg Pie/min Lb Lb Lb pulg
20 ° 15 ° 3 72 2,90 1,08 4,05 1,05 20,65 24,85 2325,48 4257,19 1749,98 571,18 8,09
Pulg Pulg Pulg Pulg Pulg Pulg Pie/min Lb Lb Lb pulg
Diseño de la primera rueda. Datos de Rueda 2 ang. Presión ang. hélice paso diametral normal numero de dientes Paso diametral transv. paso circular transversal paso axial paso circular normal ángulo de presión transversal diámetro de paso velocidad de línea de paso carga transmitida Wt componente radial Wr componente axial Wx ancho de diente
Nombre: Otiel Carrasco Carrasco
Calculo Primer tren Consideraciones principales
∅ =20° =30° =3 1=18
Angulo de presión normal: Paso diametral: Angulo de hélice: Numero de dientes:
1. cálculos de los pasos y ángulos de presión principales a) paso diametral transversal
b) paso axial
c) paso circular
d) ángulo de presión transversal
==3cos15° cos =2,90 dts/pulg = tan = 2,90tan15° =4,05 pulg = tan =4,05tan15° =1,08 ) ∅ =tan−( tan∅ cos ∅ =20,65 º
Nombre: Otiel Carrasco Carrasco
2. Diámetro del piño y ancho de diente a)
b) ancho de diente
= g = 2,9018dts/pul =6,21 =2 =2∗4,05 pulg =8,09 pulg = = ∗6,21 ∗1430 12 =2325,48 pies/min
3. Calculo de velocidad de la línea de paso a)
4. Calculo de cargas tangencial, radial y axial. a) carga tangencial:
b) carga radial:
c) cargas axial
= ∗33000 300∗33000 = 2325, 48 pies/min =4257,19 lb =∗tan∅ =4257,19 lb ∗tan20,65 =∗tan =4257,19 lb ∗tan15º =571,18 lb
º
Nombre: Otiel Carrasco Carrasco
5. Diámetro de paso y numero de dientes de la rueda a) diámetro de paso:
b) dientes
= ∗ =6,21 ∗4 =24,85 pulg = ∗ =18∗4 =72
6. Análisis de flexión (método AGMA) Se debe de cumplir que:
≤ = _
Tanto en el piñón como en la rueda.
Factores de corrección Factor de sobre carga Ko= 1,25 Factor de corrección de tamaño Ks=1 Factor de distribución de carga Km=1,2 Factor dinamico Kv=0,78
= 78+78√
Factor de geometría, por tener un ángulo de 20ª de presión J=0,45 F=0,98 corrección del factor
ñó =64397,4 /
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7. Análisis de desgaste Se debe de cumplir Donde:
Donde Coeficiente elástico Cp=2300 Factor de sobrecarga Co=1,25 Factor dinámico Cv=2,06
Factor de tamaño Cs=1 Factor de condición Cf=1 Factor de geometría
≤ = ∗ ∗ = 78+78√
=/ = cos∅ 2∗sin∅ ∗ +1 = 0,95∗ = ( +) + (+) ( +)sin∅ 1 =12 cos∅ = = 3 =0,333 . =1, 6 14 =0,=0,163119 =0,213 ñó =93120,5 /
Factor de curvatura de la linea de paso Cc
Reemplazando cada valor en la ecuación queda
De la misma manera se hace con los valores del elemento Rueda quedando lo siguiente
=43015,55/ =47719,06 /
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Se seleccionan materiales para los elementos
piñon 1 Material:
Esfuerzo de diseño máximo admisible acero carburizado y endurecido grado 3
flexion st factor de seguridad factor confiabilidad
Contacto 75000
St
1,15
Factor de seguridad
0,99
factor de confiabilidad
1,2 0,99
Sat
64565,2174
rueda 2 Material:
Esfuerzo de diseño máximo admisible acero templado y revenido 3140 OQT1300 233HB grado 3
flexion st factor de seguridad factor confiabilidad Sat
Sac
225000
185625
Contacto 70000
St
1,15
Factor de seguridad
0,99
factor de confiabilidad
60260,8696
Sac
Corroborando por el primer elemento:
ññóó ≤ ≤ ≤ ≤
Corroborando por el segundo elemento
Por lo tanto el primer tren no falla por desgaste y flexión
105000 1,2 0,99 86625
Nombre: Otiel Carrasco Carrasco
Segundo tren de engranes
Datos Piñón 3 ang. Presión ang. hélice paso diametral normal numero de dientes Paso diametral transv. paso circular transversal paso axial paso circular normal ángulo de presión transversal diámetro de paso velocidad de línea de paso carga transmitiva Wt componente radial Wr componente axial Wx ancho de cara
Datos de Rueda 4 ang. Presión ang. hélice paso diametral normal numero de dientes Paso diametral transv. paso circular transversal paso axial paso circular normal ángulo de presión transversal diámetro de paso velocidad de línea de paso carga transmitida Wt componente radial Wr componente axial Wx ancho de diente
20 ° 15 ° 3 28 2,90 1,08 4,05 1,05 20,65 9,66 904,35 10947,06 4124,96 242,32 8,09
dts Pulg Pulg Pulg Pulg Pulg Pulg Pie/min Lb Lb Lb pulg
20 ° 15 ° 3 78 2,90 1,08 4,05 1,05 20,65 26,92 904,35 10947,06 4124,96 242,32 8,09
dts Pulg Pulg Pulg Pulg Pulg Pulg Pie/min Lb Lb Lb pulg
Nombre: Otiel Carrasco Carrasco
De la misma manera se fueron calculando los valores de las tablas de los elementos. Luego se procede a calcular los esfuerzos de ambos
ñó 4 4 / ñó =88904, =100657, 9 / 2 3 / =101499, = 72882,15 / Se elige un material para que pueda satisfacer lo requerido. piñón 3 Material:
Esfuerzo de diseño máximo admisible ACERO AISI 4140 OQT 1000 341HB grado 3
flexión st factor de seguridad factor confiabilidad Sat
rueda 4 Material:
Contacto 135000 1,15
Factor de seguridad
0,99
factor de confiabilidad
116217,391
factor de seguridad factor confiabilidad Sat
Sac
125000 1,2 0,99 103125
Esfuerzo de diseño máximo admisible acero templado y revenido 4130 OQT700 411HB grado 3
flexión st
St
Contacto 165000
St
1,15
Factor de seguridad
0,99
factor de confiabilidad
142043,478
Sac
Corroborando por el primer elemento:
ññóó ≤ ≤ ≤ ≤
Corroborando por el segundo elemento
Por lo tanto el segundo tren no falla por desgaste y flexión
170000 1,2 0,99 140250
Nombre: Otiel Carrasco Carrasco
Tercer tren de engranaje Datos del Piñón 5 ang. Presión
20 °
ang. hélice
15 °
paso diametral normal numero de dientes
3 18
Paso diametral transv.
2,90
paso circular transversal
1,08
paso axial
4,05
paso circular normal
1,05
ángulo de presión transversal diámetro de paso velocidad de línea de paso
20,65 6,21 193,79
carga transmitiva Wt
3065,18
componente radial Wr
1154,99
componente axial Wx
51,93
ancho de cara
8,09
dts Pulg Pulg Pulg Pulg Pulg Pulg Pie/min Lb Lb Lb pulg
Datos de Rueda 6 ang. Presión
20 °
ang. hélice
15 °
paso diametral normal
3
velocidad de línea de paso
193,79
carga transmitiva Wt
3065,18
componente radial Wr
4124,96
componente axial Wx
51,93
dts Pulg Pulg Pulg Pulg Pulg Pulg Pie/min Lb Lb Lb
8,09
pulg
numero de dientes
39
Paso diametral transv.
2,90
paso circular transversal
1,08
paso axial
4,05
paso circular normal
1,05
ángulo de presión transversal
20,65
diámetro de paso
13,46
ancho de cara
Nombre: Otiel Carrasco Carrasco
Nuevamente de la misma manera se vuelven a calcular los esfuerzos de desgaste y flexión.
ñó 4 8 / ñó =39567, =69007, 8 3 / 1 9 / =26210, =46881,58 / Se elige un material para que pueda satisfacer lo requerido.
piñon 5 Material:
Esfuerzo de diseño máximo admisible ACERO AISI 4140 OQT 1000 341HB grado 3
flexión st factor de seguridad factor confiabilidad Sat
rueda 6 Material:
Contacto 135000 1,15
Factor de seguridad
0,99
factor de confiabilidad
116217,391
factor de seguridad factor confiabilidad Sat
Sac
125000 1,2 0,99 103125
Esfuerzo de diseño maximo admisible acero templado y revenido 3140 OQT1300 233HB grado 3
flexion st
St
Contacto 70000
St
1,15
Factor de seguridad
0,99
factor de confiabilidad
60260,8696
Sac
Corroborando por el primer elemento:
ññóó ≤ ≤ ≤ ≤
Corroborando por el segundo elemento
Por lo tanto el tercer tren no falla por desgaste y flexión
105000 1,2 0,99 86625
