carpeta diseÑo y procesamiento mecanico 5°
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ROSCAS
ELEMENTOS DE UNA ROSCA:
FILETE: Es un saliente de seccin uniforme que se desarrolla en forma de hlice sobre la superficie
lateral de un cilindro o cono.
ROSCA EXTERIOR es la que se practica en la superficie lateral de un cilindro o de un cono
ROSCA INTERIOR: la rosca interior se maquina en la superficie interior que resulte al practicar un
agujero.
DIAMETRO INTERIOR (Di) : es el menor dimetro del tornillo o tuerca
DIAMETRO EXTERIOR (De) : es el menor dimetro del tornillo o tuerca
DIAMETRO PRIMITIVO: (DP) : Es el dimetro imaginario cuya superficie lateral pasa por los puntos
donde los filetes y las ranuras tienen el mismo espesor
PASO (p) : es la distancia desde un punto de un filete hasta su correspondiente del filete que le
sigue
Avance(a): es la distancia que avanza o retrocede un tornillo al girar una vuelta completa
Fig pag 16
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CLASIFICACION DE LAS ROSCAS:
WHITWORTH
METRICA:
ROSCA TRAPECIAL:
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ROSCA DIENTE DE SIERRA:
ROSCA CUADRADA:
ROSCA REDONDA :
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ROSCA A DERECHA E IZQUIERDA
PERFIL DE UNA ROSCA
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IDENTIFICACION DE ROSCAS
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EJERCICIOS:
1) COMPLETAR EL CUADROrosca p h d A b e r . r1 .r2
Mtrica 2
Trapecial 18
Whitworth 5,08Diente de
sierra
0,625
Redonda 1,2
Cuadrada 2
Trap 5
D sierra 5
Redonda 3
Cuad
Met 4
Whitworth 3,5
2) Hallar las dimensiones de una rosca whitworth cuyo dimetro nominal esa) 15,875 mm (fina)b) 28,575 mm (normal)c) 11,1125 mm (normal)
3) Hallar las dimensiones de una rosca mtrica cuyo dimetro esa) 12 mm ( fina) b) 24 mm ( normal) c) 8mm ( fina)
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Inclinacin de la herramienta para roscar
En las rosas de grandes pasos debe tenerse en cuenta la inclinacin del filete para la
confeccin de la herramienta, grficamente puede determinarse el ngulo formando
un triangulo rectngulo en el que el cateto es igual al desarrollo de la circunferencia
primitiva de la rosca, y el otro al avance de la misma.
Dicho ngulo ( ) es el comprendido entre la hipotenusa y el desarrollo de la
circunferencia mencionada. Esa misma inclinacin debe tener la herramienta para
evitar que uno de sus flancos toque una de las caras laterales de la ranura y vaya
deformando el filete al mismo tiempo que lo ejecuta, el angulo se calcula
Tg =
Dib pag 25
Ejemplo: un tornillo de dos entradas avanza 42 mm por vuelta, su dimetro primitivo
es de 36 mm que inclinacin tiene el filete?
Rta = 20 23
ROSCAS MULTIPLES:
Reciben el nombre de roscas mltiples aquellas que tienen dos o ms entradas, se
consigue as un mayor avance por vuelta conservando el mismo paso, si la rosca es de
dos , tres o ms entradas, el avance es respectivamente doble, triple etc.
FIG PAG 27
Para maquinar una rosca multiple debe terminarse primeramente una entrada, luego
se hace girar la pieza, manteniendo el plato fijo tantos grados cuantos correspondan al
cociente de 360, divididos por el numero de entradas de la rosca, si esta tiene dos, el
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giro de la pieza ser de 180 si posee tres 120,luego se procede como en la entrada
anterior, la rotacin de la pieza debe efectuarse con precisin para que los filetes
salgan del mismo espesor y para ello puede marcarse la pieza o el plato, si se usa un
plato de arrastre, conviene que este perforado en forma adecuada, y si se trata de una
rosca mltiple de diferente numero de entradas, debe colocarse el perno de arrastre
en los orificios correspondientes, en roscas de dos entradas el perno de arrastre se
coloca en dos orificios opuestos
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TRABAJO PRACTICO
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ENGRANAJES
Un engranaje es un mecanismo formado por dos ruedas dentadas que giran alrededor
de unos ejes cuya posicin relativa es fija. En todo engranaje son necesarias al menos
dos ruedas dentadas; por lo tanto no es correcto llamar engranaje a una sola rueda
dentada. En un engranaje de dos ruedas dentadas, se llama rueda a la de mayor
nmero dientes y pin a la de menor nmero de dientes. Los engranajes son
mecanismos que se usan para la transformacin de velocidades tanto en magnitud
como en direccin.
En el modo de funcionamiento habitual de un engranaje, el pin es el elemento que
transmite el giro, desempeando la funcin de rueda conductora mientras que la
rueda realiza el movimiento inducida por el pin haciendo esta el papel de rueda
conducida.
Pag 3
Un parmetro fundamental de diseo de estos mecanismos es el ndice de reduccin.
Se denomina ndice de reduccin a la relacin entre la velocidad de la rueda
conductora (n1) y la velocidad de la rueda conducida (n2) por lo que:
I = N1/N2
TIPOS DE ENGRANAJES:
ENGRANAJES CILINDRICOS:
Se fabrican a partir de un disco cilndrico cortado de una plancha o de un trozo de
barra maciza redonda. Este disco se lleva al proceso de fresado, en donde se retira
material para formar los dientes. La fabricacin de estos engranajes es mas simple,
por lo tanto se reducen sus costos. Los engranajes cilndricos se aplican en la
transmisin entre ejes paralelos y que se cruzan.
Rectos exteriores o rectos: es el engranaje ms sencillo de fabricar y el masantiguo, generalmente, para velocidades medias. A grandes velocidades si no son
rectificados, producen ruido ms o menos importante segn la velocidad y la
correccin de su tallado. Es el engranaje donde la seccin se corte se mantiene
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constante con respecto al eje axial. En estos tiempos se utilizan poco, ya que
generan mucho ruido.
dib
Interiores: pueden ser con dentado recto, helicoidal o doble- helicoidal.Engranajes de gran aplicacin en los llamados trenes planetarios
Helicoidales: ms silenciosos que los rectos. Se emplean siempre que se trata develocidades elevadas. Necesitan cojinetes de empuje para contrarrestar la presin
axial que originan. Son aquellos en donde se forma un ngulo entre el recorrido
del diente y el eje axial, con el fin de asegurar una entrada progresiva del contacto
entre diente y diente. Estos engranajes se utilizan generalmente en las cajas
reductoras, caja de velocidades de automviles.
Doble helicoidales: para las mismas aplicaciones que los helicoidales, con laventaja sobre estos de no producir empuje axial, debido a la inclinacin de la
doble en sentido contrario de sus dientes. Cumplen la funcin de dos engranajes
helicoidales, poseen las ventajas de los cilndricos helicoidales, o sea bajo ruido y
alta resistencia.
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Helicoidales para ejes cruzados: pueden transmitir rotaciones de ejes a cualquierngulo generalmente a 90, para los cuales se emplean con ventaja los de tornillo
sin fin, ya que los helicoidales tienen una capacidad de resistencia muy limitada y
su aplicacin se cie casi exclusivamente a transmisiones muy ligeras
Cremalleras: Ruedas cilndricas de dimetro infinito con dentado recto ohelicoidal. Generalmente de seccin rectangular
ENGRANAJES CONICOS
Se fabrican a partir de un trozo de cono, formado por los dientes por fresado de su superficie
exterior.los dientes pueden ser rectos, helicoidales o curvos. Esta familia de engranajes soluciona
la transmisin entre ejes que se cortan y se cruzan. Los engranajes cnicos tienen sus dientes
cortados sobre la superficie de un tronco de cono.
Cnicos rectos: efectan la transmisin de movimiento de ejes que se cortan en unmismo plano, generalmente en ngulo recto, por medio de superficies cnicas dentadas.Los dientes convergen en el punto de interseccin de los ejes. Son efectuados para
efectuar la reduccin de la velocidad con ejes en 90. Estos engranajes generan ms ruido
que los cnicos helicoidales
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Cnicos Helicoidales: son engranajes cnicos con dientes no rectos, se utilizan parareducir la velocidad en un eje de 90 . La diferencia con el cnico recto es que posee una
mayor superficie de contacto, es relativamente silencioso. Se utilizan en las transmisiones
posteriores de camiones y automviles en la actualidad.
Cnicos espirales: en los cnicos- espirales, la curva del diente en la rueda plana, dependedel procedimiento o maquina de dentar, aplicndose en los casos de velocidades elevadas
para evitar el ruido de los cnicos rectos.
Conico-hipoides: Para ejes que cruzan, generalmente en ngulo recto, empleadosprincipalmente en el puente trasero del auto y cuya situacin de ejes permite la
colocacin de cojinetes en ambos lados del pin. Parecidos a los cnicos helicoidales, se
diferencian en que el pin de ataque esta descentrado con respecto al eje de la corona.
Esto permite que los engranajes sean ms resistentes. Este efecto ayuda a reducir el ruido
del funcionamiento. Se utilizan en maquinas industriales y embarcaciones, donde es
necesario que los ejes no estn al mismo nivel por cuestiones de espacio.
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TORNILLO SIN FIN
Generalmente cilndricos, pueden considerarse derivados de los helicoidales para ejes cruzados,
siendo el tornillo una rueda helicoidal de un solo diente (tornillo de un filete) o de varios ( dos o
ms). La rueda puede ser helicoidal simple o especial para tornillo sin fin, en la que la superficie
exterior y la de fondo del diente son concntricas con las cilndricas del tornillo, generalmente, el
ngulo de ejes es de 90. Permiten la transmisin de potencia sobre ejes perpendiculares. Es un
caso extremo de engranajes hipoidales, ya que esta descentrado al mximo. Se aplica en puertas
automticas de casas y edificios, poseen adems un bajo costo y son autobloqueantes, es decir
que es imposible mover el eje de entrada a travs del eje de salida. El pin se convierte en
tornillo sin fin y la rueda se denomina corona. El numero de dientes del pin es igual al nmero
de dientes de entradas o hilos del tornillo. El tornillo sin fin generalmente desempea el papel de
la rueda conducida, se distinguen tres tipos:
Tornillo sin fin y corona cilndrica: La rueda conducida es igual a la de los engranajescilndricos usuales, el contacto es puntual y por lo tanto el desgaste de ambos es rpido.
Se utiliza en la transmisin de pequeos esfuerzos y a velocidades reducidas.
Tornillo sin fin y corona de dientes: El tornillo mantiene su forma cilndrica, con sus fileteshelicoidales. La rueda esta tallada de forma que sus dientes estn curvados, con el centro
de curvatura situado sobre el eje del tornillo sin fin. El contacto entre los dientes es lineal,
lo que hace que se transmita mejor el esfuerzo y por tanto se produce menos desgaste. Se
utiliza en mecanismos de reduccin.
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Tornillo sin fin y corona globoidal: el tornillo se adapta a la forma de la rueda, es pocofrecuente, debido a su alto costo de fabricacin. Se utiliza en las cajas de direccin de los
automviles.
CALCULO DE LOS DIENTES DE ENGRANAJES
ELEMENTOS DE LOS ENGRANAJES
Modulo: el modulo de un engranaje es una caracterstica de magnitud que se definecomo la relacin entre la media del dimetro primitivo expresado en milmetros y el
numero de dientes . el valor del modulo se fija mediante el clculo de resistencia de
materiales en virtud de la potencia a transmitir y en funcin de la relacin de transmisin
que se establezca. El tamao de los dientes esta normalizado, el modulo est indicado por
nmeros Circunferencia primitiva: es la circunferencia a lo largo de la cual engranan los dientes.
Con relacin a la circunferencia primitiva se determinan todas las caractersticas que
definen los diferentes elementos de los dientes de los engranajes
Paso circular: es la longitud de la circunferencia primitiva correspondiente a un diente y aun vano consecutivos
Espesor del diente: es el grosor del diente en la zona de contacto, o sea del dimetroprimitivo
Numero de dientes: es el numero de dientes que tiene el engranaje se simboliza con Z, elnumero de dientes no debe ser de 18 cuando el ngulo es menor de 20 y de 12 cuando es
menor de 55
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Dimetro exterior: es el dmetro de la circunferencia que limita la parte exterior delengranaje.
Dimetro interior: es el dimetro de la circunferencia que limita el pie del dientecomprendida entre la circunferencia interior y la circunferencia primitiva
Cabeza del diente: es la parte del diente comprendida entre el dimetro exterior y eldimetro primitivo.
Flanco: es la cara interior del diente, es su zona de rozamiento Altura del diente: es la suma de la altura de la cabeza ms la altura del pie. Angulo de presin: es el que forma la lnea de accin con la tangente a la circunferencia
de paso
Distancia entre centro de dos engranajes: es la distancia que hay entre los centros de lascircunferencias de los engranajes
Largo del diente: es la longitud que tiene el diente del engranajeENGRANAJES RECTOS
Longitud del diente: b= 3.p
Diametro base: db : d .cos x
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ENGRANAJES CONICOS RECTOS
.h = profundidad del diente = 2.25 M
.s= espesor del diente = p/2 = .M/2
. = ngulo de presin
.b = longitud del diente, no ser superior a 1/3 de la generatriz
R = generatriz = d/2sen
. = ngulo primitivo
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ENGRANAJE HELICOIDAL
Modulo normal: mn = Pn/ =mt.cos
Modulo circunferencial: mt = Pt/ =mn/cos = mn.sec
Numero de dientes : Z
Paso circunferencial: Pc= mc.
Dimetro primitivo: Dp = mc.Z
Dimetro exterior: de = dp + 2.mn
Dimetro interior: mn.(z.2,5.cos )
Dimetro de fondo: .dp/tg
Paso de la hlice: Pn/sen
Longitud del diente: L = 10 mn
Distancia entre arboles: Dp1 + Dp2 /2
EJERCICIOS:
1) Determinar el modulo de una rueda dentada de engranajes de 40 dientes y eldimetro primitivo de 10 pulgadas
2) Se quiere realizar una transmisin de razn uno a 3 entre dos rboles paralelosexteriores de ruedas de modulo 8. El pin tiene 36 dientes, calcular el dimetro de
las ruedas dentadas, distancia entre arboles y el numero de dientes de la rueda.
3) Una rueda de 35 dientes gira a 630 rpm y engrana con un pin que gira a 18900 rphhallar el nmero de dientes del pin y la relacin de transmisin.
4) La transmisin entre dos ejes se realiza mediante 2 engranajes rectos de 120 y 80dientes respectivamente. Determinar las dimensiones generales si el modulo es 2.
5) Un engranaje helicoidal de 30 dientes tiene un paso normal de 18mm si el ngulo deinclinacin del diente es 32, calcular modulo circunferencial, modulo normal, paso
circunferencial, dimetro primitivo, exterior y de fondo, el paso de la hlice y la
longitud del diente.
6) Calcular los datos generales de una rueda helicoidal de 24 dientes, modulo normal 3 yel ngulo de inclinacin del diente de 70
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7) Calcular un juego de ruedas helicoidales con los siguientes datos: Z1 = 20 Z2= 50modulo normal = 4 ngulo del diente 30 y n1 = 560 rpm
RTA
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APARATO DIVISOR
El aparato divisor se emplea cuando es necesario maquinar superficies paralelas o perpendiculares
entre si obtener piezas cuyas respectivas secciones sean polgonos regulares, tallar engranajes o
fresas. Es decir se utiliza para repartir exactamente en la periferia del material un numero
predeterminado de dientes, hacer perforaciones en direccin radial, formando entre si el ngulo
calculado previamente, distribuir separaciones iguales sobre la superficie cilndrica o cnica de una
pieza, el numero deseado de ranuras, cortes dientes etc.
DIVISION DIRECTA:
Se realiza por medio de un sencillo aparto divisor provisto de un disco perforado que limita el
nmero de divisiones exactas realizable. Consta de u cabezal fijo que se sujeta a la bancada de la
mquina herramienta por medio de bulones.
NUMERO DE DIVISIONES: si el disco divisor tiene doce agujeros, las divisiones realizables son:
12/1 = 12 12/2 = 6 12/3 = 4 12/4 = 3 12/6 = 2 12/12 = 1