Diseño y cálculo de un reductor de velocidad de dos etapas

• DATOS:
Apellidos: Nombre D.N.I
Paca Paca Paca
Rodi rodi rodi
aaaaaa
Se han seleccionado los dos primeros D.N.I para hacer los cálculos de potencia y relación de transmisión.
• CÁLCULO DE ENGRANAJES.
2.1.−Relación de transmisión de cada etapa.
Ecuaciones utilizadas:
Las relaciones de transmisión de cada etapa serán distintas para evitar interferencias de montaje entre ejes y
engranajes evitando que engranen los mismos dientes de piñón y rueda.
2.2.−Cálculo de diámetros por deflexión torsional.
Se aplica una restricción de máxima deflexión torsional en los ejes de 0.25º/m.
Y para el cálculo del par:
Nota: Como en el eje de entrada y en el de salida tenemos sendos ranurados para las arandelas elásticas,
consideramos que el diámetro para la rigidez torsional debería ser el del fondo del ranurado, y aumentamos el
diámetro 5 mm en los 2 ejes. (45 mm y 95 mm respectivamente), aunque realmente sería innecesario ya que el
ancho de dicho ranurado no va a influir prácticamente en dicha rigidez.
2.3.−Estimación de diámetros primitivos en piñones.
2.4.−Tabla de posibles módulos.
Los diámetros de los piñones se han obtenido a partir de la siguiente fórmula:
Etapa 1:
Etapa 2
Se ha seleccionado un módulo de 5 para ambos engranajes para minimizar costes de mecanizado.
2.5.−Viscosidad del lubricante. Estimación inicial.
1
Se empleará un aceite SAE 60. Estimación de densidad: 800 Kg/m³. A 40ºC se obtiene una viscosidad
dinámica de 300mPa y una viscosidad cinemática de 375mm²/s.
2.6.−Cálculo de las anchuras de los engranajes.
Engranaje etapa 1:
Se empleará fundición gris FG 35. Dureza HB 230. SFL=9 hbar. SHL=43 hbar.
Engranaje etapa 2:
Se empleará fundición con grafito esferoidal FGE 100. Dureza HB 300. SFL=22hbar. SHL=64hbar.
Resumen de resultados de las 2 etapas:
2.7.−Comprobación de viscosidad del lubricante.
Empleamos el método United.
SAE 70:
Viscosidad dinámica: Viscosidad cinemática:
Los resultados se muestran en la siguiente tabla:
El aceite SAE 70 es válido para los dos engranajes.
• DISEÑO DE LOS EJES.
3.1.−Selección de la configuración.
Los engranajes y ejes serán tal y como indica el siguiente esquema y el sentido de giro será horario en el eje
de entrada.
3.2.− Cálculo a fatiga.
3.2.1.− Eje de entrada.
3.2.1.1.− Esquema del eje
3.2.1.2.− Diagrama de esfuerzos sobre el eje
DIAGRAMA DE FUERZAS SOBRE EL EJE (Plano YZ. Plano XZ)
DIAGRAMA DE FLECTORES SOBRE EL EJE
Plano YZ: Plano XZ:
3.2.1.3.− Resumen de resultados de fatiga.
Diámetros de las secciones:
2
Sección: Diámetro (mm)
C 45
F 28
G 15
3.2.2.− Eje intermedio.
3.2.2.1.− Esquema del eje
3.2.2.2.− Diagrama de esfuerzos sobre el eje
DIAGRAMA DE FUERZAS SOBRE EL EJE (Plano YZ Plano XZ)
DIAGRAMA DE FLECTORES SOBRE EL EJE
Plano YZ: Plano XZ:
3.2.2.3.− Resumen de resultados de fatiga
Diámetros de las secciones:
Sección: Diámetro (mm)
D 30
E 40
F 44
3.2.3.− Eje de salida
3.2.3.1.− Esquema del eje
3.2.3.2.− Diagrama de esfuerzos sobre el eje
DIAGRAMA DE FUERZAS SOBRE EL EJE (Plano YZ Plano XZ)
DIAGRAMA DE FLECTORES SOBRE EL EJE
Plano YZ: Plano XZ:
3.2.3.3.− Resumen de resultados de fatiga
Diámetros de las secciones:
Sección: Diámetro (mm).
F 46
3
G 29
H 95
3.2.4.− Comprobación de los coeficientes de seguridad
3.2.4.1.− Eje de entrada (Etapa 1)
3.2.4.2.− Eje intermedio (Etapa 2)
3.2.4.3.− Eje intermedio (Etapa 1)
3.2.4.4.− Eje de salida (Etapa 2)
3.3.− DEFLEXIÓN LATERAL
3.3.1.− Eje de entrada
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