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Disenio de engranes

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by

Daniel Aldama

on 8 May 2014

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Transcript of Disenio de engranes

Fundamentacion de cargas
Un par de engranes rectos con dientes de involuta a 20° a profundidad completa transmite 7.5 HP. El piñón está montado sobre el eje de un motor eléctrico que trabaja a 1750 rpm, tiene 20 dientes y un paso diametral 12. El engrane tiene 72 dientes.

P = 7.5 HP
np = 1750 rpm (Velocidad del Piñón)

a) Velocidad de Giro del Engrane

nG= np ((Np)/(NG))=(1750 rpm) (20/72)= 486.11 rpm

g) La fuerza tangencial que obra sobre los dientes de cada engrane
Fundamentacion de materiales
1) Especificamos ancho de la cara
Valor nominal F = 12/Pd = 12/12 = 1
8/Pd < F < 16/Pd = 0.667 < 1 < 1.333
Utilizamos 1.00
2) Especificamos el material para los engranes y determinamos Cp
2 engranes de acero
Cp del acero = 2300


16) Calculamos los esfuerzos flexionantes esperados en el piñón y en el engrane

17) Ajustamos los esfuerzos flexionantes
Diseño fase prototipos y pruebas
b) Relación de velocidades y relación de engranes

Relación de velocidades nominal:
VR=np/nG=(1750 rpm)/(486.11 rpm)= 3.6

Relación de engranes:
VR=NG/Np=72/20= 3.6

c) Diámetro de paso del piñón y del engrane
Piñón
Diámetro de paso (Dp)
Dp = Np/Pd = (20 dientes)/12 = 1.6667 in
Engrane
Diámetro de paso (DG)
DG = N/Pd = (72 dientes)/12 = 6 in

d) Distancia entre centros de los ejes

C=(Np+NG)/(2 Pd)=((20+72))/(2(12))=3.833 in


e) La velocidad de la línea de paso del piñón y del engrane

f) El par torsional sobre el eje del piñón y sobre el eje del engrane
h) Fuerza radial que actúa sobre los dientes de cada engrane
i) La fuerza normal que actúa sobre los dientes de cada engrane
3) Especificamos numero de calidad Qv
Qv=6

4) Factor de sobrecarga Ko
Ko = 1

5) Factor dinámico Kv



6) Seleccionamos los factores geométricos para flexión del piñón y el engrane

Jp = 0.333 (piñón)
Jg = 0.41 (engrane)

7) Factor de geometría para picadura
I = 0.105



8) Factor de distribución de carga Km

Km = 1.0 + Cpf + Cma
Factor de proporción de piñón
Cpf = F/10Dp – 0.025 = 1/(10(1.667))-0.025 = 0.035
Factor de alineamiento del engranado
Cma = 0.247 + 0.0167F - 0.765x10-4F^2 =
0.247 + 0.0167(1) - 0.765x10-4(1)^2 =
0.25
Km = 1.0 + 0.035 + 0.25 = 1.285

9) Factor de tamaño Ks
AGMA Pd >= 5
Ks = 1

10) Factor de espesor de borde
Kb=1.0

11) Factor de servicio Sf
Sea Sf = 1.00

12) Factor de relación de dureza (solo engrane)
CH = 1


13) Factor de confiabilidad Kr
Kr = 1.00
14) Ciclos de carga
Nc = número de ciclos de cargar esperados
Nc = 60(L)(n)(q)
q = Numero de aplicaciones de carga por revolución = 1
L: vida de diseño en horas, generalmente 20000
n = velocidad de giro del engrane y del piñón
Ncp = 60(20000)(1750 rpm)(1) = 2.1x10^9
Ncg = 60(20000)(486.11 rpm)(1) = 0.58x10^9
15) Determinamos los factores de esfuerzos por numero de ciclos de flexión YN y de picadura ZN, del piñón y del engrane

YNP = 0.9
YNG = 0.95
ZNP = 0.81
ZNG = 0.86

18) Calculamos el esfuerzo de contacto esperado en el piñón y en el engrane



19) Ajustamos los esfuerzos de contacto en el piñón y en el engrane
WQT 700
Sac1 = 322 HB + 29100 =
322(415) + 29100 = 162730 psi

WQT 400
Sac2 = 322 HB + 29100 =
322(461) + 29100 = 177542 psi
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