Diseño y cálculo de una caja de cambios
Páginas: 97 (24148 palabras)
Publicado: 14 de marzo de 2011
ÍNDICE:
1. Memoria descriptiva.
* Especificaciones para el diseño.
* Descripción de los métodos de cálculo utilizados.
* Diagramas de flujo.
* Niveles de esfuerzos.
* Criterios de fallo.
* Soluciones adoptadas.
2. Memoria de cálculo.
* Análisis estático, cinemática y dinámico.
* Diseño y cálculo de componentes mecánicos.* Diseño y cálculo del sistema de lubricación.
* Síntesis de resultados.
3. Planos:
* Planos de cada mecanismo o elemento.
* Planos de ensamblaje de mecanismos y elementos.
4. Pliego de condiciones.
5. Presupuesto.
1. Memoria descriptiva:
1.1. Especificaciones para el diseño.
En el diseño de la caja de cambios se ha de tener en cuenta losdatos iniciales como son:
- Las velocidades de trabajo: 450, 300 y 150 rpm.
- El par torsor que transmite la máquina: 125 N·m.
- Régimen de giro del motor de accionamiento: 1400 rpm.
- Relación de velocidades en transmisión flexible: 4:2
Otras especificaciones, no dadas como datos de entrada, se recogen del libro de “Apuntes de Diseño de Máquinas”.
Respecto a los árboles detransmisión, se fabricarán de acero del tipo St-70.2, cuyas características mecánicas son:
- Límite de rotura SR = 700-850 N/mm2
- Límite de fluencia a tracción SF = 360 N/mm2
- Límite de fluencia a cortadura CF = 1/2 SF= 180 N/mm2
- Límite de fatiga Sfat = 340 N/mm2
- Módulo de elasticidad E = 205,8 GPa
- Módulo de rigidez torsional G = 79,3 GPa
Otros datos adoptados para el diseñoreferentes a los árboles y engranajes son:
- Ángulo de engrane entre las ruedas de los árboles: =20.
- Relación de tensiones en la correa: F*/F= 3.
- Conexión de las ruedas con el árbol primario: árbol estriado.
- Conexión de las ruedas con el árbol secundario: mediante chavetas.
- Conexión de los rodamientos y los árboles: ajuste por interferencia.
- Deformación máxima tolerable en losengranajes: 0.06mm.
- Deformación angular máxima tolerable en los rodamientos: 0.035.
- Deformación torsional máxima admisible en los árboles: 0.25/m.
Respecto al cálculo de rodamientos, las condiciones de servicio serán:
* Accionamiento de máquina general.
* Probabilidad de fallo 2%.
* Temperatura de servicio 70C.
* Buena limpieza y buena lubricación del alojamiento.* Lubricante según condiciones de trabajo.
* Viscosidad del lubricante según condiciones.
La caja se diseñará para una máquina herramienta he irá protegida de la suciedad del taller y de las sustancias nocivas que hagan empeorar el funcionamiento.
Tendrá tres velocidades que se accionarán por medio de una palanca para tal efecto.
Para instalar la caja de cambios se tendrá en cuenta latotal horizontalidad para evitar que parte de los elementos se queden sin lubricación. Se deberá asegurar firmemente a la bancada para evitar vibraciones o que las posibles vibraciones de la máquina herramienta entorpezcan el adecuado funcionamiento de la caja y por lo tanto del conjunto.
El mantenimiento se basará en las revisiones de la lubricación (engranajes, rodamientos…), estado de loselementos (desgaste de las ruedas, rotura de dientes en las ruedas, desgaste de las zapatas…) y correcto funcionamiento para reemplazar los elementos dañados y evitar roturas.
Dependiendo de la máquina herramienta en la que vaya a colocarse el cárter tendrá una forma determinada, dependerá de la mejor opción para ocupar el menor espacio y la situación más favorable.
1.2. Descripciónde los métodos de cálculo utilizados.
Engranajes:
Apoyándonos en el libro de “Fundamentos de mecanismos y máquinas para ingenieros”, autores: Roque Calero, J. Antonio Carta
- Para la transmisión flexible por correas se usaron los datos siguientes:
Par torsor: 200 N·m
Velocidad: 600rpm.
Relación de transmisión: 3:2
Velocidades de trabajo 450, 350 y 200 rpm.
- Con ellos se calculó la...
1. Memoria descriptiva.
* Especificaciones para el diseño.
* Descripción de los métodos de cálculo utilizados.
* Diagramas de flujo.
* Niveles de esfuerzos.
* Criterios de fallo.
* Soluciones adoptadas.
2. Memoria de cálculo.
* Análisis estático, cinemática y dinámico.
* Diseño y cálculo de componentes mecánicos.* Diseño y cálculo del sistema de lubricación.
* Síntesis de resultados.
3. Planos:
* Planos de cada mecanismo o elemento.
* Planos de ensamblaje de mecanismos y elementos.
4. Pliego de condiciones.
5. Presupuesto.
1. Memoria descriptiva:
1.1. Especificaciones para el diseño.
En el diseño de la caja de cambios se ha de tener en cuenta losdatos iniciales como son:
- Las velocidades de trabajo: 450, 300 y 150 rpm.
- El par torsor que transmite la máquina: 125 N·m.
- Régimen de giro del motor de accionamiento: 1400 rpm.
- Relación de velocidades en transmisión flexible: 4:2
Otras especificaciones, no dadas como datos de entrada, se recogen del libro de “Apuntes de Diseño de Máquinas”.
Respecto a los árboles detransmisión, se fabricarán de acero del tipo St-70.2, cuyas características mecánicas son:
- Límite de rotura SR = 700-850 N/mm2
- Límite de fluencia a tracción SF = 360 N/mm2
- Límite de fluencia a cortadura CF = 1/2 SF= 180 N/mm2
- Límite de fatiga Sfat = 340 N/mm2
- Módulo de elasticidad E = 205,8 GPa
- Módulo de rigidez torsional G = 79,3 GPa
Otros datos adoptados para el diseñoreferentes a los árboles y engranajes son:
- Ángulo de engrane entre las ruedas de los árboles: =20.
- Relación de tensiones en la correa: F*/F= 3.
- Conexión de las ruedas con el árbol primario: árbol estriado.
- Conexión de las ruedas con el árbol secundario: mediante chavetas.
- Conexión de los rodamientos y los árboles: ajuste por interferencia.
- Deformación máxima tolerable en losengranajes: 0.06mm.
- Deformación angular máxima tolerable en los rodamientos: 0.035.
- Deformación torsional máxima admisible en los árboles: 0.25/m.
Respecto al cálculo de rodamientos, las condiciones de servicio serán:
* Accionamiento de máquina general.
* Probabilidad de fallo 2%.
* Temperatura de servicio 70C.
* Buena limpieza y buena lubricación del alojamiento.* Lubricante según condiciones de trabajo.
* Viscosidad del lubricante según condiciones.
La caja se diseñará para una máquina herramienta he irá protegida de la suciedad del taller y de las sustancias nocivas que hagan empeorar el funcionamiento.
Tendrá tres velocidades que se accionarán por medio de una palanca para tal efecto.
Para instalar la caja de cambios se tendrá en cuenta latotal horizontalidad para evitar que parte de los elementos se queden sin lubricación. Se deberá asegurar firmemente a la bancada para evitar vibraciones o que las posibles vibraciones de la máquina herramienta entorpezcan el adecuado funcionamiento de la caja y por lo tanto del conjunto.
El mantenimiento se basará en las revisiones de la lubricación (engranajes, rodamientos…), estado de loselementos (desgaste de las ruedas, rotura de dientes en las ruedas, desgaste de las zapatas…) y correcto funcionamiento para reemplazar los elementos dañados y evitar roturas.
Dependiendo de la máquina herramienta en la que vaya a colocarse el cárter tendrá una forma determinada, dependerá de la mejor opción para ocupar el menor espacio y la situación más favorable.
1.2. Descripciónde los métodos de cálculo utilizados.
Engranajes:
Apoyándonos en el libro de “Fundamentos de mecanismos y máquinas para ingenieros”, autores: Roque Calero, J. Antonio Carta
- Para la transmisión flexible por correas se usaron los datos siguientes:
Par torsor: 200 N·m
Velocidad: 600rpm.
Relación de transmisión: 3:2
Velocidades de trabajo 450, 350 y 200 rpm.
- Con ellos se calculó la...
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