Diseño De Kmaquinas

Definición de la Necesidad

Falk Gear Co., una empresa de clase mundial que se especializa en fabricar máquinas industriales, como empresa de servicio externo, para el diseño de sus equipos.

Para este año, uno de los proyectos es diseñar los ejes de entrada y salida de un reductor de velocidad de ejes paralelos (Catarina), para elaborar este proyecto se seleccionó el equipo de trabajopreviamente denotado, para lo cual se tienen 10 días hábiles.

* Se necesita transmitir hasta 600 hp., en sentido contrario a la agujas del reloj.

Definición del Problema
Para lograr el objetivo, se debe cumplir con las siguientes especificaciones:
* Los ejes se comunican por medio de 2 engranes con dientes rectos de 20 grados de ángulo de presión y altura completa, con un factor deseguridad de 1.25.
* La velocidad de entrada de la Catarina es de 300 a 400 rpm y la velocidad de salida debe ser de 50 a 66.7 rpm.
* La distancia horizontal entre centros de ejes, (entrada y salida) es de 3 pies.
* El diámetro del piñón de entrada puede oscilar entre 7 y 10 pulgadas.
* El extremo de cada eje debe estar maquinado para albergar una cuña y el montaje de losengranajes en los ejes también debe ser por medio de una cuña.
* Se debe determinar el tamaño de las cuñas para el montaje de los engranajes

Datos de Partida |
Vel. de Entrada | 300 | a | 400 | rpm |
Vel. de Sallida | 50 | a | 66.7 | rpm |
Potencia Max. a Transmitir | 600 | HP | |   |
Pot. Min a Trans | 0 | HP | |   |
Factor de Seguridad | 1.25 | | |   |
Distancia entre ejes |3 | ft | 36 | in |
Longitud de Eje de Entrada | 3 | ft | 36 | in |
Longitud de Eje de Salida | 5 | ft | 60 | in |

Síntesis
Conclusión del trabajo. Aquí van las dimensiones y materiales del eje.
Análisis y Optimización
Los diferentes materiales y radios obtenidos
Se tomaron los siguientes datos para el cálculo de la Catarina:

| ASUMSIONES |
Velocidad de calculo | 310 | rpm |Potencia de calculo | 600 | hp |
Factor de seguridad utilizado | 1.25 | |
Distancia entre ejes | 36 | in |
I Paso
Se encontraron los valores ideales para el diámetro de los engranes, y la las velocidades para transmitir la potencia desde el eje de entrada al de salida, datos que están en completa dependencia de la relación de transmisión requerida, siendo 1 : 6.2; valor escogido porconveniencia de diseño, ya que cumple con las restricciones en baja y alta velocidad así como la distancia entre ejes. Para este dato, se encuentran las iteraciones en la tabla No 1.algo
(*falta el numero de la tabla donde encontramos las relaciones**)
Obteniendo como mejor opción
Datos de los Engranes |
Angulo de Presión | 20 | grados | = 0.35 | radianes |
Diámetro de Entrada | 10 | in | ||
Diámetro de Salida | 62 | in | | |

II Paso
Teniendo la velocidad de entrada y salida máxima, se calculó la fuerza máxima posible de transmitir. Por medio de la ecuación

F=Pv=HP*33,000lbf*ft/minft/min=lbf (1)
Esto se hizo 3 veces para 3 largos de eje distintos, obteniendo la fuerza media, fuerza alternante, momento alternante, torque alternante, y torque medio a partir de lasecuaciones:
Fm=Fmax+Fmin2 Fa=Fmax+Fmin2
Ma=Fm*L4 Mm=0

III Paso
Incluir los diagramas de corte y momento
Bajarlo en la compu de Joao y materlo

IV Paso
Por medio del criterio de Goodman, mediante la teoría de distorsión, se hicieron iteraciones para definir el diámetro del eje, tanto de entrada como de salida. Este toma en cuenta lasensibilidad a la muesca, el esfuerzo último del material, los factores que modifican el límite de resistencia a la fatiga de un elemento mecánico ó estructural, los momentos y torques medios y alternantes, lo cual se denota en la siguiente ecuación:
d=16nπ1Se4(KfMa)2+3(KfsTa)212+1Sut4(KfMm)2+3(KfsTm)21213 (2)
Se encontró la resistencia a la fatiga a partir de la ecuación:
Se=kakbkckdkekfS'e...