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• Brenda Lucia

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ENGRANAJES RECTOS

1. OBJETIVOS: 1.1.- Conocer las máquinas y herramientas utilizadas en la fabricación de engranes 1.2.- Familiarizarse con los cálculos y métodos de trabajo relacionados a la manufactura de engranes. 1.3.- Corroborar en la práctica la teoría impartida acerca de engranes y su manufactura 2. MARCO TEORICO: Los engranajes cilíndricos rectos son el tipo de engranaje más simple y corriente que existe. Se utilizan generalmente para velocidades pequeñas y medias; a grandes velocidades, si no son rectificados, o ha sido corregido su tallado, producen ruido cuyo nivel depende de la velocidad de giro que tengan. 

Diente de un engranaje: son los que realizan el esfuerzo de empuje y transmiten la potencia desde los ejes motrices a los ejes conducidos. El perfil del diente, o sea la forma de sus flancos, está constituido por dos curvas evolventes de círculo, simétricas respecto al eje que pasa por el centro del mismo.

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Módulo: el módulo de un engranaje es una característica de magnitud que se define como la relación entre la medida del diámetro primitivo expresado en milímetros y el número de dientes. En los países anglosajones se emplea otra característica llamada Diametral Pitch, que es inversamente proporcional al módulo. El valor del módulo se fija mediante cálculo de resistencia de materiales en virtud de la potencia a transmitir y en función de la relación de transmisión que se establezca. El tamaño de los dientes está normalizado. El módulo está indicado por números. Dos engranajes que engranen tienen que tener el mismo módulo.

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Circunferencia primitiva: es la circunferencia a lo largo de la cual engranan los dientes. Con relación a la circunferencia primitiva se determinan todas las características que definen los diferentes elementos de los dientes de los engranajes.

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Paso circular: es la longitud de la circunferencia primitiva correspondiente a un diente y un vano consecutivos.

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Espesor del diente: es el grosor del diente en la zona de contacto, o sea, del diámetro primitivo.

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Número de dientes: es el número de dientes que tiene el engranaje. Se simboliza como (Z). Es fundamental para calcular la relación de transmisión. El número de dientes de un engranaje no debe estar por debajo de 18 dientes cuando el ángulo de presión es 20º ni por debajo de 12 dientes cuando el ángulo de presión es de 25º.

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Diámetro exterior: es el diámetro de la circunferencia que limita la parte exterior del engranaje.

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Diámetro interior: es el diámetro de la circunferencia que limita el pie del diente.

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Pie del diente: también se conoce con el nombre de dedendum. Es la parte del diente comprendida entre la circunferencia interior y la circunferencia primitiva.

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Cabeza del diente: también se conoce con el nombre de adendum. Es la parte del diente comprendida entre el diámetro exterior y el diámetro primitivo.

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Flanco: es la cara interior del diente, es su zona de rozamiento.

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Altura del diente: es la suma de la altura de la cabeza (adendum) más la altura del pie (dedendum).

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Angulo de presión: el que forma la línea de acción con la tangente a la circunferencia de paso, φ (20º ó 25º son los ángulos normalizados).

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Largo del diente: es la longitud que tiene el diente del engranaje

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Distancia entre centro de dos engranajes: es la distancia que hay entre los centros de las circunferencias de los engranajes.

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Relación de transmisión: es la relación de giro que existe entre el piñón conductor y la rueda conducida. La Rt puede ser reductora de velocidad o multiplicadora de velocidad. La relación de transmisión recomendada[7] tanto en caso de reducción como de multiplicación depende de la velocidad que tenga la transmisión con los datos orientativos que se indican:

Velocidad lenta:

Velocidad normal :

Velocidad elevada: Hay dos tipos de engranajes, los llamados de diente normal y los de diente corto cuya altura es más pequeña que el considerado como diente normal. En los engranajes de diente corto, la

cabeza del diente vale ( altura total del diente (

), y la altura del pie del diente vale (M) siendo el valor de la )

Involuta del círculo base Para el movimiento que se transmite entre un par de engranes, se suponen dos rodillos en contacto, en donde no hay deslizamiento, al diámetro de estos rodillos se les conoce como diámetro primitivo dp y al círculo que se construye con dp se le conoce como círculo primitivo. Con un diente de engrane se pretende prolongar la acción de los rodillos, y es por esa razón que el perfil que los describe es una involuta. Para el dibujado de la involuta es necesario definir primero el círculo base i.- A partir del círculo primitivo Cp, en el cuadrante superior se traza una recta horizontal tangente al círculo obteniéndose el punto A. ii.- Luego, pasando por el punto A se traza la recta de línea de contacto de ángulo Ψ (de presión). iii.- Seguidamente se construye el círculo base concéntrico al círculo primitivo tangente a la línea de contacto, la cual fue dibujada empleando el ángulo de presión Ψ, obteniéndose así el punto B y el radio base rb (segmento OB).

Para dibujar la involuta debe trazarse un radio del círculo base a un ángulo θ respecto al eje x, obteniéndose así el punto B, luego dibujamos una recta tangente a círculo base a partir del punto B y de longitud igual al arco AB, en donde A es el punto de intersección del círculo base con el eje x. obtendremos entonces un punto (x, y) que pertenece al lugar geométrico de la involuta del círculo base. Si repetimos el procedimiento anterior tres veces para distintos θ y unimos los puntos (x, y) obtenidos empleando plantillas curvas, apreciaremos un bosquejo similar al mostrado en la siguiente figura.

Las ecuaciones paramétricas que modelan el lugar geométrico de la involuta del círculo base pueden expresarse como:

2.- CALCULOS CALCULOS PARA MANUFACTURAR EL ENGRANAJE Z=28 M= 1.5 Material a usar: Acero blando Herramienta: HSS

d p=m∗z=1.5∗28=42mm d f =d p−2.5∗m=42−( 2.5∗1.5 )=38.25 mm d e =d p +2 m=42+ ( 2∗1.5 )=45 mm h=2.25∗m=2.25∗1.5=3.375 mm a=1∗m=1.5 mm b=1.25∗m=1.25∗1.5=1.875 mm p ¿ π∗m=π∗1.5=4.71 mm π∗m π∗1.5 e= = =2.36 mm 2 2

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Diámetro primitivo Diámetro del fondo Diámetro exterior Profundidad del diente Addendum Dedendum Paso circular del diente

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Espesor del diente

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Determinación del plato del divisor y su número de orificios

40 5 40 = = 24 3 24

Se necesita un plato de:

3ra. Serie B: 24 agujeros

PARAMETROS DE CORTE Valores recomendados: tablas Velocidad de corte: 30 m/s Avance: 0,73mm/rev Para este cálculo se debe tomar en cuenta el diámetro de la fresa, la misma que es de 50 mm RPM N=

Vc =190 RPM π∗d

Para el cálculo del tiempo tomamos en consideración una longuitos de corte de 20 mm. Tiempo de maquinado para cada diente:

t=

L avance∗RPM

20 0.73∗190 ¿ 0,144 Segundos Cadadiente ¿

POTENCIAS Engranaje Recto Potencia de maquinado para cada diente Pd=

Potencia de la fresa

(avance∗profundidad∗espesor deldiente ) K 0.309∗0.265∗0.216 ¿ 2 = 0.008843 hp ¿

ndWf N K

Donde: n= Numero de dientes =12 d= profundidad de corte=0.2657 W=espesor del diente=0.216 f`= avance b=0.005 N= RPM=190 12∗0.2657∗0.216∗0.005∗190 Pf = 2 =0.327 hp

Potencia de la fresadora

Pf EFIC Como eficiencia de fresadora se ha optado tomar el valor de 75% 0.327 ¿ 0.75 ¿ 0,43 hp =

RESULTADOS

Ítem

Descripción de la fase

Descripción de tareas

Tiempo de la operación

1

Poner a punto la fresadora de engranajes o universal

- Calculo medidas engranaje - Alinear la maquina - Ajustar el numero de dientes y velocidad -fijar los parámetros de trabajo

28 min

2

Ajuste de la pieza en la fresadora

Fijar la pieza en la fresadora Sujetarla ben y centrarla

10 min

3

Colocacion de la fresa de modulo 1.5 Fresado primer engranaje

Fijar la fresa de modulo 1.5 a la fresadora

5 min

Realizamos el fresado del engranaje con el avance indicado

30 seg

5

Ubicar la posicion para el siguiente engranaje

Colocar la posición correcta en el divisor universal 40/24 Una vuelta del plato y 16 divisiones

1 min

6

Fresado de los 28 engranajes

Repetir el procedimiento del primer engranaje

30 min

8

Limpiar el area de trabajo

4

primer

5 min