UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PUEBLA

Transcripción

1 UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PUEBLA INGENIERÍA EN MECATRÓNICA DISEÑO ASISTIDO POR COMPUTADORA REPORTE TECNICO CAJA DE ENGRANES MORALES CARMONA MIGUEL ÁNGEL CEBADA ZENTENO LUIS DAVID CONTRERAS ATEMPA ELFEGO PÉREZ SÁNCHEZ CARLOS IGNACIO 7 A NOVIEMBRE, 2016

2 OBJETIVO Realizar cálculos de transmisión de potencia, módulo de torsión y esfuerzos de los componentes mecánicos envueltos en una caja de engranes mediante el uso de software. 2

3 Contenido INTRODUCCIÓN... 4 CAJA DE ENGRANES... 5 MODULO DE TORSIÓN - TRANSMISIÓN DE POTENCIA ENGRANES A-B... 6 RESUMEN ENGRANES A-B... 7 MODULO DE TORSIÓN - TRANSMISIÓN DE POTENCIA ENGRANES C-D... 8 RESUMEN ENGRANES C-D... 9 CONCLUSIÓN

4 INTRODUCCIÓN Durante el desarrollo del siguiente reporte se observará los cálculos realizados a una caja de engranes, se podrá observar que la caja esta conformada por 4 engranes (A, B, C, D), tomando como A el engrane que recibe directamente la potencia del motor. Se podrá notar que por el diseño de la caja (reductor) las rpm de salid son menor con respecto a las rpm de entrada. 4

5 CAJA DE ENGRANES Las cajas de engranajes funcionan como "transformadores" de velocidad de rotación y fuerza para diversas aplicaciones mecánicas. Sirve para transmitir movimiento circular mediante el contacto de engranes. Una de las aplicaciones más importantes de la caja de engranes 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 La caja de engranajes se ve sometida a una amplia gama de condiciones donde factores como la lubricación, las cargas, tensiones, vibraciones y temperaturas varían constantemente. 5

6 MODULO DE TORSIÓN - TRANSMISIÓN DE POTENCIA ENGRANES A-B Calcular el torque del eje de potencia dividiendo la potencia del motor por la velocidad de rotación del motor. Torque del eje de potencia = hp (550 lb-ft/s per hp) (1,200.0 rpm (2 rad/rev) (1 min per 60 s)) = lb-ft Utilizando la fórmula de esfuerzo de torsión ( = Tc/J), Calcular la tensión de corte del eje de potencia del torque del motor. El momento de inercia polar y el radio del eje. Esfuerzo cortante = ( lb-ft in.) 262, in. 4 = psi Note: Haga que las unidades sean consistentes antes de realizar el cálculo a mano. Para calcular el torque del eje intermedio, multiplique el torque del eje de potencia por la relación entre el tamaño del engrane intermedio y el tamaño del engrane de potencia. Torque del eje intermedio = lb-ft 6.00 = 1, lb-ft Para calcular la velocidad de rotación del eje intermedio, multiplique la velocidad del eje de potencia por la relación entre el tamaño del engrane de potencia y el tamaño del engrane intermedio. Velocidad de rotación del eje intermedio = 1,200.0 rpm = rpm Calcule la potencia del eje intermedio multiplicando el par de torsión del eje intermedio por la velocidad de rotación del motor. Potencia del eje intermedio = 1, lb-ft (1 hp per 550 lb-ft/s) rpm (2 rad/rev) (1 min per 60 s) = hp Utilizando la fórmula de esfuerzo de torsión ( = Tc/J), Calcular el esfuerzo cortante del eje intermedio desde el torque del eje intermedio, el momento de inercia polar y el radio del eje. Esfuerzo cortante = (1, lb-ft in.) 1.731E+06 in. 4 = psi Nota: Haga que las unidades sean consistentes antes de realizar el cálculo de la mano. 6

7 Entrada Variables del eje del motor Potencia del motor Velocidad de rotación RESUMEN ENGRANES A-B hp 1,200.0 rpm in. Diámetro exterior Relación ID / OD Número de dientes en el engrane del eje del motor 16 Variables el eje intermedio Diámetro exterior in. Relación ID / OD Número de dientes en el engranaje del eje intermedio 96 Salidas Variables del eje del motor Torque Esfuerzo cortante Diámetro interior Espesor de pared Variables el eje intermedio Potencia de salida Velocidad de rotación Torque Esfuerzo cortante Diámetro interno Espesor de la pared lb-ft psi in in hp rpm 1, lb-ft psi in in. Momentos polares de inercia Eje del motor J 262, in. 4 Eje intermedio J 1.731E+06 in. 4 7

8 MODULO DE TORSIÓN - TRANSMISIÓN DE POTENCIA ENGRANES C-D Calcular el torque del eje de potencia dividiendo la potencia del motor por la velocidad de rotación del motor. Torque del eje de potencia = hp (550 lb-ft/s per hp) (600.0 rpm (2 rad/rev) (1 min per 60 s)) = lb-ft Utilizando la fórmula de esfuerzo de torsión ( = Tc/J), Calcular la tensión de corte del eje de potencia del torque del motor. El momento de inercia polar y el radio del eje. Esfuerzo cortante = ( lb-ft in.) 262, in. 4 = psi Nota: Haga que las unidades sean consistentes antes de realizar el cálculo a mano. Para calcular el torque del eje intermedio, multiplique el torque del eje de potencia por la relación entre el tamaño del engrane intermedio y el tamaño del engrane de potencia. Torque del eje intermedio = lb-ft 6.00 = 2, lb-ft Para calcular la velocidad de rotación del eje intermedio, multiplique la velocidad del eje de potencia por la relación entre el tamaño del engrane de potencia y el tamaño del engrane intermedio. Velocidad de rotación del eje intermedio = rpm = rpm Calcule la potencia del eje intermedio multiplicando el par de torsión del eje intermedio por la velocidad de rotación del motor. Potencia del eje intermedio = 2, lb-ft (1 hp per 550 lb-ft/s) rpm (2 rad/rev) (1 min per 60 s) = hp Utilizando la fórmula de esfuerzo de torsión ( = Tc/J), Calcular el esfuerzo cortante del eje intermedio desde el torque del eje intermedio, el momento de inercia polar y el radio del eje. Esfuerzo cortante (2, lb-ft in.) 3.465E+06 in. 4 = psi Nota: Haga que las unidades sean consistentes antes de realizar el cálculo de la mano. 8

9 Entrada Variables del eje del motor Potencia del motor Velocidad de rotación RESUMEN ENGRANES C-D hp rpm in. Diámetro exterior Relación ID / OD Número de dientes en el engrane del eje del motor 16 Variables el eje intermedio Diámetro exterior in. Relación ID / OD Número de dientes en el engranaje del eje intermedio 40 Salidas Variables del eje del motor Torque Esfuerzo cortante Diámetro interior Espesor de pared Variables el eje intermedio Potencia de salida Velocidad de rotación Torque Esfuerzo cortante Diámetro interno Espesor de la pared lb-ft psi in in hp rpm 1, lb-ft psi in in. Momentos polares de inercia Eje del motor J 262, in. 4 Eje intermedio J 3.465E+06 in. 4 9

10 CONCLUSIÓN Dentro de la industria se deben manejar aspectos concretos en cuanto al diseño de piezas mecánicas, en el transcurso de esta unidad logre comprender conceptos que me ayudaron en la elaboración de piezas nuevas, en este caso la caja de engranes. Al realizar la investigación para la elaboración de esta caja logre aprender cosas que se me ayudaran en mi desempeño como diseñador. Cebada Zenteno Luis David En el desarrollo de esta unidad, me pude percatar que me hace mucha falta practicar más para lograr mejores resultados al momento de terminar el diseño de una pieza. El uso de un software alterno ( Solidworks ) para diseñar piezas mecánicas abre un amplio campo de posibilidades en la práctica para la mejora continua de la materia. Contreras Atempa Elfego En la vida laboral del ingeniero la mayoría de las maquinas que se utilizan en el sector industrial mecánico dependen de una caja de engranes para poder regular las revoluciones de esta y poder tener una mayor o menor transmisión de potencias. Es por eso que es de suma importancia conocer los componentes mecánicos que participan es una caja de engranes desde (rodamientos, flechas, prisioneros, cuñas, engranes, etc.) Al igual que su funcionamiento, para poder darle la correcta aplicación en la empresa. Pérez Sánchez Carlos Ignacio 10

11 INTEGRANTES DEL EQUIPO 1) CEBADA ZENTENO LUIS DAVID 2) CONTRERAS ATEMPA ELFEGO 3) PÉREZ SÁNCHEZ CARLOS IGNACIO MATERIA DISEÑO ASISTIDO POR COMPUTADORA Nº DE EQUIPO GRUPO 7 A FECHA DE ENTREGA: 18 / NOVIEMBRE / 2016 OBJETIVO DEL REPORTE Realizar cálculos de transmisión de potencia, módulo de torsión y esfuerzos de los componentes mecánicos envueltos en una caja de engranes mediante el uso de software ESTRUCTURA DEL REPORTE TÉCNICO: PORTADA OBJETIVO ÍNDICE INTRODUCCIÓN DESARROLLO (Su metodología con desarrollo e imágenes propias). CONCLUSIONES (Individuales) BIBLIOGRAFÍA ASPECTOS A EVALUAR ORTOGRAFÍA Y GRAMÁTICA. (10 %) OBJETIVO (20 %) INTRODUCCIÓN / DESARROLLO (10 %) CONCLUSIONES. (10 %) DISEÑO. (10 %) PIEZA, INVESTIGACIÓN O DEMOSTRACIÓN. (30 %) ÁNIMO PARA EL TRABAJO. (10 %) CONOCIMIENTOS Textos justificados con letra Arial 12. Títulos centrados, en mayúsculas y negritas. Redacción clara y concisa, sin errores ortográficos. CO- EVALUACIÓN Contempla aspecto(s) o problema(s) que pueden medirse o comprobarse. 20 Describe de lo que trata el reporte / La información concuerda con lo que se busca en el objetivo y las palabras e imágenes son propias (NO información descargada del internet). Redactan lo que se aprendió o lo que se debería mejorar en posteriores trabajos. 10 HABILIDADES Se observa una fase de diseño y comunicación entre el equipo para el desarrollo del trabajo y del reporte. Terminada con buena calidad (limpia y presentable), dentro del tiempo solicitado. 30 ACTITUDES Buena actitud para el trabajo, respeto en el grupo, aseguran el orden, limpieza y se asignan actividades de manera organizada TOTAL 100 EVALUACIÓN FIRMAS DE REVISIÓN MIGUEL M CARMONA REVISÓ EQUIPO NOTA: CADA UNO DE LOS MIEMBROS SE COMPROMETEN Y REVISAN QUE LOS ASPECTOS ENLISTADOS SE CUMPLAN 11