Estudiante

2626
BALANCEO DE ENGRANES APLICADO A UN MOTOR HÍBRIDO

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
SECCIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIÓN

BALANCEO DE ENGRANES APLICADO A
UN MOTOR HÍBRIDO

T

E
PARA

QUE

S
OBTENER

MAESTRO

I
GRADO

EL

S
DE

EN CIENCI AS CON ESPECIALIDAD

INGENIERÍA

M E C ÁN ICA

P

N

RE

S

ING. CÉSAR
D

I

M. en C.

R

E

T

A

:

P. MORA COVARRUBIAS
E

C

T

O

R

:

RICARDO LÓPEZ MARTÍNEZ

MÉ X I C O

D. F.

2004

2626
BALANCEO DE ENGRANES APLICADO A UN MOTOR HÍBRIDO

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE GENERAL

II

INDICE DE FIGURAS

VI

INDICE DE TABLAS

IX

GLOSARIO
SIMBOLOGIA

X
XVII

RESUMEN

XIX

ABSTRACTXXI

OBJETIVO

XXII

JUSTIFICACIÓN

XXIII

INTRODUCCIÓN

XXIV

CAPÍTULO 1. GENERALIDADES

1.1

Antecedentes

1.2

Mecanismos, tipos de mecanismos, grados de libertad

1

2
4

1.2.1

Armadura o bancada

1.2.2

Eslabón

5

1.2.3

Cadena cinemática

6

1.2.4 Pares de elementos
1.2.5 Pares de deslizamiento
1.2.6 Pares en rodadura
1.2.7 Pares inferiores1.2.8 Pares superiores
1.2.9 Tipos de eslabones
ESIME
SEPI

4

6
7
8
9
9
11
II

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BALANCEO DE ENGRANES APLICADO A UN MOTOR HÍBRIDO

1.2.10 Movimiento
1.2.11 Movimiento limitado ríg ido

13

1.2.12 Movimiento semirígido

13

1.2.13 Inversión de un mecanismo

15

1.2.14 Clasificación de los movimientos

16

1.2.15 Determinación del movimiento de un cuerpo

17Vibraciones mecánicas

18

1.3.1

Definición de vibración

18

1.3.2

Sistemas de un grado de libertad

19

1.3.3

1.3

12

Vibraciones sin amortiguamiento

20

1.4

Problemas típicos debidos a la vibración en engranes

25

1.5

Motores Híbridos (o motores ecológicos)

26

1.6

Planteamiento del problema

28

1.7 Sumario

29

1.8 Referencias

30CAPÍTULO 2. ENGRANES

31

2.1 Generalidades

32

2.2 Variables utilizadas para engranes

32

2.3 Nomenclatura de los dientes de engranes

34

2.4 Teoría de los dientes de engrane

36

2.4.1

Ley fundamental de los engranes

38

2.4.2

La forma involuta en dientes

41

2.4.3

Angulo de presión

43

2.4.4

Geometría del acoplamiento

44

2.4.5

Piñóny cremallera

45

2.4.6

Modificación de la distancia entre centros

47

2.4.7

Huelgo o juego

49

ESIME
SEPI

III

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BALANCEO DE ENGRANES APLICADO A UN MOTOR HÍBRIDO

2.4.8

Movimiento relativo de los dientes

2.5 Interferencia y rebaje
2.5.1

Formas de diente de desigual altura de cabeza

50
50
53

2.6 Razón de contacto

55

2.7 Engranes helicoidales56

2.8 Fabricación de engranes

57

2.8.1 Conformación de dientes de engranes

57

2.8.2 Maquinado

59

2.8.3 Procesos de desbastado

60

2.8.4 Procesos de terminado

61

2.8.5 Calidad del engrane

62

2.9 Sumario

65

2.10 Referencias

66

CAPÍTULO 3. DESBALANCEO

67

3.1 Causas del desbalanceo

68

3.2 Balanceo de las máquinas rotatorias

693.3 Desbalanceo estático

69

3.3.1 Ecuación del movimiento

71

3.3.2 Método vectorial de balanceo en un solo plano

75

3.4 Desequilibrio dinámico

77

3.4.1 balanceo en dos planos

80

3.4.2 método vectorial de balanceo en dos planos

83

3.5 Sumario

84

3.6 Referencias

85

ESIME
SEPI

IV

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BALANCEO DE ENGRANES APLICADO A UN MOTOR HÍBRIDO

CAPÍTULO4. APLICACIÓN DEL BALANCEO A UN

86

MOTOR HÍBRIDO

4.1 Motor híbrido

87

4.2 Engranes del motor híbrido

92

4.3 Bombas del motor híbrido

94

4.4 Análisis del balanceo del rotor y su engrane central

95

4.5 Simulación de la vibración

103

4.6 Referencias

106

Conclusiones

107

Recomendaciones para trabajos futuros

108

ESIME
SEPI

V

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