SOFTWARE PARA EL DISEÑO DE ENGRANAJES CÓNICOS Y SELECCIÓN DE COJINETES DE RODAMIENTOS DE BOLAS EMPLEANDO VISUAL BASIC 6.0.

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María Luisa Juana Vidal Peralta
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1 SOFTWARE PARA EL DISEÑO DE ENGRANAJES CÓNICOS Y SELECCIÓN DE COJINETES DE RODAMIENTOS DE BOLAS EMPLEANDO VISUAL BASIC 6.0. Ing. Oscar Frnándz Frnándz, Msc. Bárbaro Pña Rodriguz. Univrsidad d Matanzas Cailo Cinfugos, Vía Blanca K.3, Matanzas, Cuba. CD d Monografías 03 (c) 03, Univrsidad d Matanzas Cailo Cinfugos

Oscar Frnándz Frnándz, Msc. Bárbaro Pña Rodriguz.

2 RESUMEN Utilizando coo bas todologías d cálculo xistnts s ha logrado iplntar un softwar plando Visual Basic 6.0, qu prit jcutar la scuncia linal d las propustas todológicas d cálculo d ngranajs cónicos y d cálculo y slcción d rodaintos d bolas. Con sta hrrainta pudn ralizars disños prliinars d st tipo d transisión, así coo la slcción d los rodaintos d bolas con facilidad para l usuario para tnr una concpción ás clara dl disño sin vrs inrso n los grands volúns d cálculos. El caráctr itrativo qu tin la actividad d disño s siplificado a través dl prograa, ya qu pudn altrars parátros n cualquir part d las todologías y calcular rápidant l rsto d la scuncia. Palabras clavs: Disño cánico, transisions - Prograación dl softwar DISEMA (Disño d Elntos d Máquinas) El plo d un lnguaj d prograación para ralizar l prograa, y n particular nos rfrios al Visual Basic 6.0, vin dado por la coodidad, sncillz y facilidad con qu l usuario pud intractuar con l iso. Coo indica l nobr sta prograación s visual, s dcir, todo s anja diant vntanas, botons d coando, cajas d txto, ntr otras, prtncints al abint d Windows, sista oprativo con l qu todos staos ya failiarizados. Una d las vntajas qu pos l Visual Basic s la dl control y furt validación d los datos y accions qu l usuario pud introducir y ralizar rspctivant a cada onto así coo no prit qu s odifiqu la structura dl prograa, prvinindo l colapso total dl iso. La Prograación Orintada a Objtos stá ligada a dos concptos fundantals, Clas y Objto, dond la clas no s ás qu l conjunto d propidads qu dfinn al objto y l corrspondint conjunto d accions qu stará n capacidad d ralizar. Entr los objtos utilizados para la laboración dl prograa s ncuntran: Los forularios: Estos no son ás qu las vntanas dond s jcutan nustros prograas. Controls: Son todos aqullos lntos qu aparcn dntro d sas vntanas o forularios. Tinn las funcions d facilitar las ntradas y salidas dl prograa, así coo srvir para qu l usuario produzca vntos qu srán plados para la conducción d la jcución dl prograa. La toa d dcisions n l disño provoca qu s tngan qu odificar valors ants d trinar un iso disño, algo qu rsulta uy fácil n una aplicación prograada n Visual Basic ya qu solo db cargars la vntana o forulario dond s introduc l valor d la variabl y a partir d ahí s rcalcula l rsto dl disño. A la hora d scribir nustro prograa s ha tratado d qu l usuario no ncsit tan siquira consultar la ayuda dbido a qu s ha disñado d fora tal qu l prograa lo guí paso a paso por l ordn qu la todología stablc. El softwar laborado brinda la posibilidad d:

Con sta hrrainta pudn ralizars disños prliinars d st tipo d transisión, así coo la slcción d los rodaintos d bolas con facilidad para l usuario para tnr una concpción ás clara dl disño sin vrs inrso

3 - Calcular transisions por ngranajs cónicos. - Cálculo d cojints d rodaintos d bolas. La scuncia gnral para l disñó dl ngranaj cónico s ha dividido a fctos dl prograa n 7 pasos fundantals - Slcción dl tipo d atrial. - Dinsionado prvio. 3- Corrcción. 4- Furzas dl ngranaj. 5- Coprobación d rsistncia a sfurzo d contacto suprficial. 6- Coprobación d rsistncia a sfurzo d fractura n l pi dl dint. 7- Gotría d los ngranajs cónicos. Para accdr l softwar solo s ncsario jcutar la aplicación DISEMA.x Figura. Vntana d prsntación dl softwar. La intrfaz d trabajo dl softwar s uy sncilla y cunta con una barra d nú dond s dstaca lo siguint: Figura. Barra d nú. Crrar: Nos brinda una fora d salir dl prograa Instruccions: S dbn rsptar por part dl usuario para lograr un bun funcionainto dl softwar. Rudas cónicas: Garantiza l accso a la propusta d cálculo d las transisions por ngranajs d rudas cónicas Rodaintos d bolas: Garantiza l accso a los cálculos propustos para los rodaintos d bolas. Para fctuar los cálculos rfrnts a un par d ngranajs cónicos s slcciona sgún vios antriornt n la barra d nú la opción rudas cónicas y s dspligan una sri d intrfaz d trabajo qu nos pritn introducir los datos ncsarios y obtnr

$5- Coprobación d rsistncia a sfurzo d contacto suprficial. 6- Coprobación d rsistncia a sfurzo d fractura n l pi dl dint. 7- Gotría d los ngranajs cónicos.$

4 los rsultados dl cálculo sipr siguindo l ordn d la todología d cálculo utilizada.. Validación dl softwar: Para validar l prograa ralizaros l cálculo d un par d ngranajs d rudas cónicas. Ralizar l dinsionado prvio, l calculo d coprobación a los sfurzos d contacto y l cálculo d coprobación a los sfurzos d flxión d un par d rudas cónicas d dints rctos qu conforan un rductor d vlocidad qu srá plado para accionar un transportador d banda qu stará cargado unifornt. Datos a tnr n cunta para l disño: - frcuncia d rotación dl piñón 00 rv/in - potncia a transitir 3 kw - razón d ngranaj 3 Aquí aparcn n sta intrfaz los lntos fundantals d cálculo para l disño dl ngranaj cónico. Figura 3. Disño d ngranajs cónicos A continuación ralizaros l cálculo dl jplo propusto paso a paso siguindo la prograación sgún la todología d cálculo.

qu srá plado para accionar un transportador d banda qu stará cargado unifornt.

5 - Slcción dl atrial, tratainto térico y durza, para lo cual s pudn utilizar varios critrios. En l jplo slccionaos acro AISI 540 para abas rudas y durza d HRC54 y HRC 49 para l piñón y la ruda rspctivant Figura 4. Slcción dl atrial - Dinsionado prvio. Dtrinación dl diátro priitivo xtrior dl piñón. d d **.65 3* 93 En la intrfaz d trabajo s cunta con vntanas d color blanco dond s introducn los datos pdidos y al calcular aparcn los rsultados n las vntanas d color gris. Figura 5. Dinsionado prvio Slcción dl núro d dints dl par cónico.

Slcción dl atrial - Dinsionado prvio. Dtrinación dl diátro priitivo xtrior dl piñón. d 48.53. d 66.7. 43000**.

6 Z log log3 645 Z 7.7 Z 9 Z 9*3 Z 57 Cálculo d los Ángulos d los siconos d rfrncia (cono priitivo): 9 tan Ángulo dl sicono d rfrncia n ruda Módulo circunfrncial xtrior Noralizado 4 Prcisión dl valor d d : d 4*9 76 Cálculo distancia cónica xtrior. R R 0.6 d Cálculo dl ancho d la corona dntada (ruda)( st valor s pud rdondar a un valor ayor). b 0.3*0. b w b 40 ( ) w Calculo d la distancia cónica dia. 40 R 00. R 0. Calculo d la distancia cónica intrior. R R 80. i Dtrinación dl ódulo circunfrncial dio * w i

9 Noralizado 4 Prcisión dl valor d d : d 4*9 76 Cálculo distancia cónica xtrior. R 0.5 4 9 57 R 0.

7 Figura 6. Parátros dl par dntado 3- Corrcción Figura 7. Corrccions al par dntado. Piñón 4- Furzas dl ngranaj. Furzas d ngranaj cónico dints rctos Circunfrncial (N) Radial (N) Axial (N) F *43000 Fr 456.4*tan0*cos8.4 Fr 456.4* tan0* sn 6.7 Fr Fr F

Furzas d ngranaj cónico dints rctos Circunfrncial (N) Radial (N)

8 Ruda F F Fr F a a r F F Figura 8. Cálculo d las furzas n l par dntado. 5- Coprobación d rsistncia a sfurzos d contacto suprficial. *43000**.65* 3 H 0.8* 75*.76 93M pa 6.7 *0.85* 40*3 H 755, 4Mpa 93Mpa

9 Figura 9.Coprobación d la rsistncia al contacto. 6 - Coprobación d rsistncia a sfurzos d fractura n l pi dl dint. *43000***.65* *40*3.3 F F 6Mpa Mpa F *43000***.65* *40*3.3 F 45Mpa Mpa Figura 0. Coprobación d la rsistncia a fractura n l pi dl dint 7 - Fórulas d la gotría d los ngranajs cónicos d dints rctos. Parátros n la distancia cónica xtrior: h h x - Altura xtrior n la cabza dl dint ai a i - Altura xtrior dl pi dl dint h h c x fi a i - Altura xtrior dl dint hi ha hf - Diátro d rfrncia xtrior (priitivo xtrior) di Zi - Diátro d crsta xtrior d d h cos ai i ai i - Diátro d fondo xtrior d d h cos fi i fi i - Espsor dl dint n la circunfrncia d rfrncia xtrior S a una altura h. S 0,5 x tan x i i ti Otros ángulos caractrísticos: h fi Angulo d la cabza dl pi dl dint: fi tan R Para garantizar una holgura radial constant db garantizars qu:

Parátros n la distancia cónica xtrior: h h x - Altura xtrior n la cabza dl dint ai a i - Altura xtrior dl pi dl dint h h c x fi a i - Altura xtrior dl dint hi ha hf - Diátro d rfrncia xtrior

10 Angulo d la cabza dl dint: a f a f Ángulo dl cono d crsta ai i ai Ángulo dl cono d pi fi i fi Parátros para cualquir distancia cónica: - Módulo x R - Diátro d rfrncia. dxi x zi - Diátro d crsta d d h cos R x axi xi axi i - Diátro d fondo d d h cos fxi xi fxi i - Altura d cabza dl dint h h R R tan axi ai x ai - Altura dl pi dl dint h h R R tan fxi fi x f Conclusions. Figura. Cálculo d la gotría dl par dntado. Eplando Visual Basic 6.0 lograos la ralización d un softwar qu nos prit ralizar los cálculos d disño d un par d ngranajs d rudas cónicas así coo l cálculo para la slcción d cojints d bolas, facilitando la intracción dl usuario con l prograa gracias al apoyo visual qu s garantiza. El softwar DISEMA logra siplificar la actividad d disño d stos lntos ya qu s posibl ralizar cabios n los valors qu s obtinn d fora rápida y ficaz a partir d la posibilidad d variar los datos qu s introducn.

Figura. Cálculo d la gotría dl par dntado. Eplando Visual Basic 6.

11 Bibliografía Álvarz, C.; Alarcón, J. Disño d una gaa d rductors d ngranajs hlicoidals y js parallos. Scintia Et Tchnica. Univrsidad Tcnológica d Prira Colobia 006. Consultado n ayo, 0 n: Álvarz, J.; Grgori, S.; Rivro, G.; Gonzálz, R. Elntos d Máquinas. Manual Coplntario pp. 37 Atlas d Disño d Elntos d Máquinas. Editorial Publo y Educación, 976 pp.0 Avallon, E.A.; Bauistr, T. MARKS Standard Handbook for Mchanicals Enginrs. Sction 8. Machin Elnts pp. 6 Dobrovolski, V. Elntos d Máquinas. Edit. MIR. 976 ó 980. pp.584 García d Jalón, J.; Rodríguz, J. I.; Brazálz, A. Aprnda Visual Basic 6.0 coo si stuvira n priro. Univrsidad d Navarra. San Sbastián, agosto 999 pp. 04 Gonzálz, G. R. Gnralidads sobr rductors d vlocidad con ngranajs. ISPJAE, Ciudad Habana. Cuba Dicibr 000 pp. 5 Gonzálz, G. R. Apunts sobr nocions dl disño d transisions cánicas. ISPJAE, Ciudad Habana. Cuba Dicibr 007 pp. 6 Gonzálz, G. R. Calculo d ngranajs cilíndricos ISPJAE, Ciudad Habana. Cuba 00 pp. 65 Mott, R. Disño d lntos d áquinas. Vol. II y III. La Habana, 00. pp. 87 Norton, R. L. Disño d Maquinaria. Síntsis y Análisis d Máquinas y Mcanisos. Vol. I y II. Edit. Félix Varla. La Habana 009 Obrg, E.; Jons, F. Manual univrsal d la técnica cánica. Too I y II. Edición rvolucionaria. La Habana 968. Prograación con Visual Basic 6 (000). : Grupo EIDOS. pp. 85. Disponibl n: Rshtov, D. Elntos d Máquinas. Edit. Publo y Educación. 985 Shigly, J. E; Mischk, C. R. Disño n Ingniría Mcánica. Edición 5. México, sptibr 990. pp. 87

37 Atlas d Disño d Elntos d Máquinas. Editorial Publo y Educación, 976 pp.0 Avallon, E.A.; Bauistr, T. MARKS Standard Handbook for Mchanicals Enginrs. Sction 8. Machin Elnts. 997. pp. 6 Dobrovolski, V.

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