Diseño De Un Reductor De Velocidades

DISEÑO DE REDUCTOR DE VELOCIDAD CON ENGRANES RECTOS

PROYECTO A REALIZAR.
Se requiere un reductor de velocidad con engranajes rectos para conectar un motor eléctrico el cual será alimentado por un motor de combustión interna que accionará un ventilador centrífugo de baja potencia.

Considerando pérdidas del 2% para cada uno de los trenes, tendremos:

Pérdidas=0.98*0.98=0.9604

Por lotanto, la potencia nominal del motor estará dada por:

〖Pot〗_Motor=P_Sal/Pérdidas=(2 HP)/0.9604=2.08HP≅2HP

Por lo tanto, el motor seleccionado según el requerimiento calculado de la máquina es de una potencia mínima de 2Hp de catalogo motores de inducción asincrónica trifásica de marca WEG se selecciona un motor con las siguientes características:Relación de velocidades requerida.
Se calcula la reducción de velocidad que necesita el sistema de acuerdo con los requerimientos de la máquina:

〖VR〗_t=2820/200=14.1≅14 Demasiado grande.



Primera etapa.- la reducción en la primera etapa está dada por dos engranajes rectos.
〖VR〗_1=4.10

n_g1=n_p1/〖VR〗_1 =2820/4=705 rpm

Segunda etapa.- esta etapa está conformada también por un par deengranajes rectos.
〖VR〗_2=3.52

n_g2=n_p2/〖VR〗_2 =705/3.52=200 rpm

Este cálculo muestra que la reducción en dos etapas cumple con la condición de la velocidad de giro que necesita el ventilador centrífugo que está entre los 195 a 205 rpm.
Por lo tanto se adopta para el sistema un reductor de engranes rectos con dos reducciones de velocidades.











Relaciones develocidad del sistema.
velocidad de entrada VR1
primera etapa VR2
segunda etapa velocidad de salida velocidad requerida
2820 rpm 4 3.52 200 rpm 200 5 rpm


DISEÑO DE ENGRANAJES RECTOS.
Los engranajes que se diseñaran son engranes rectos, para el diseño y cálculo de sus propiedades se utiliza el programa MDESIGN.

Diseño del primer par de engranajes rectos.
Los datos que se hanintroducido en el programa para el diseño son:
Angulo de presión: 20º.
Paso diametral: 13 pies/pulg.
Ancho de cara: 1.2 pulg.
Potencia a ser transmitida: 2 HP.
Velocidad angular de entrada: 2820 rpm.
Número de dientes del piñón: 19 dientes.
Vida de diseño: 20000 horas.
Unidad comercial cerrada de engranes.

Engranajes rectos.
Results

Actual output speed ng = 705.000 rpmActual number of gear teeth Ng = 76
Gear ratio mg = 4.000
Qualty number Qv = 9.000

Geometry parameters

Pinion Gear
Pitch diameter D = 1.462 5.846
Outside diameter Do = 1.615 6.000
Root diameters Dr = 1.269 5.654
Base circle diameter Db = 1.373 5.494

Addendum a = 0.077 in
Dedendumb = 0.096 in
Clearance c = 0.019 in

Circular pitch p = 0.242 in
Whole depth ht = 0.173 in
Working depth hk = 0.154 in
Tooth thickness t = 0.121 in
Center distance C = 3.654 in
Fillet radius in basic rack rf = 0.023 in

Pinion Gear
Bending geometry factor J = 0.336 0.433
Pittinggeometry factor I = 0.107

Force and speed factors

Pitch line speed vt = 1079.016 ft/min
Tangential force Wt = 61.142 lbf
Normal force Wn = 65.066 lbf
Radial force Wr = 22.254 lbf

Size factor Ks = 1.000
Load distribution factor Km = 1.205
Dynamic factor Kv = 1.203

Pinion Gear
Rim thickness factor Kb =1.000 1.000
Number of load cycle Nc = 3.4e+009 8.5e+008

Bending stress cycle factor Yn = 0.917 0.940
Pitting stress cycle factor Zn = 0.875 0.903

Expected bending stress St = 5712.259 4434.234
Expected contact stress Sc = 70737.113 70737.113

Allowable bending stress number Sat = 7782.984 5894.408
Allowable contact...