s fy c antezana

Universidad Mayor de San Andrés Facultad de Ingeniería

Engranajes de Tornillo

Sin Fin y Corona

Cilíndricos

Instituto de Investigaciones Mecánicas Seminario de Actualización TecnológicaAutor: Prof.Ing. Javier Antezana López [email protected] Enero 2009

Objetivos del SeminarioConocer historicidad y características del par Sin Fin y Corona

Analizar tipos de relaciones de transmisión

Conocer diferentes tipos de Reductores de Velocidad a Sin Fin y Corona

Visualizar algunas aplicaciones de estos reductores

Determinar su geometría básica

Definir sus criterios de diseño y cálculo

Analizar tipos de Lubricación, rendimientos y relaciones de reversibilidad

Verificar su capacidad de transmisión de Potencia

BibliografíaNorma DIN 3975 Conceptos y Magnitudes determinantes para engranajes helicoidales cilíndricos con ángulos de ejes a 90° AGMA Standard 6034-B92. Practice for enclosed cylindrical worngear speed reducers and gearmotorsManual de Engranajes. D.Dudley y Varios Catálogos de Empresas.



mailto:[email protected]

Antecedentes HistóricosPor complejo que parezca este engranaje, es quizá uno de los primeros usados como transmisión mecánica para lograr transformaciones en magnitud de carga y velocidad

Apuntes de Leonardo da Vinci (1450-1519) revelan el amplio uso que otorgaba al engranaje tornillo sin fin.

El bosquejo del móvil perpetuo muestra el uso de los diferentes tipos de transmisiones por engranajes para aprovechar el salto de agua y mover la rueda – turbina que hará girar la piedra de afilar del artesano.




Características Tornillo Sin Fin y Corona

Los materiales usados para sin fin son: SAE 1045 (Bonificado), 4140 (Nitrurado) y 8620 (Cementado).

Materiales de la corona:Fundición Nodular.Bronces tipos: SAE 65, SAE 68 y bronce al Manganeso




Tipo de Reductores de Velocidad y sus relaciones

En la actualidad encontramos estos pares de sin fin y corona en los reductores de velocidad en sus diferentes formatos: Reductor, Motorreductor y M.con brazo de anclaje o torsor, etc.

La fijación de los reductores puede ser con Brida lateral, patas o brazo tensor.

Las relaciones de velocidad usadas son: desde 1/10 hasta 1/60 en forma Std, siendo las relaciones especiales 1/4,66 – 1/7,33 – 1/70 – 1/80 – 1/90 y 1/100.

Los rendimientos estarán en función de la relación de transmisión y del ángulo de la hélice. Sus valores normales son del 60 al 75%.



Tipo de Reductores de Velocidad y sus relaciones

En los reductores de velocidad combinados en sus diferentes formas de armado : las relaciones de velocidad se establecen desde 1/100 hasta 1/3600 en forma Std, siendo las relaciones especiales 1/4200 – 1/4900 – 1/5600, etc.

Sus relaciones son el producto de la relaciones parciales y la relación de menor valor se la asigna a la primera etapa y la de mayor valor a la segunda etapa.

Las posibilidades de armado entre los dos cuerpos son varias y estarán en función del lugar físico donde se ubicarán y de la dirección del eje de salida.




Aplicaciones de los Reductores de VelocidadUniversidad Mayor de San Andrés Facultad de Ingeniería



Cable

Roldana de reenvio con Rodamiento tipo 2RS

Motor conFreno

Motorreductor

Fijación del cable al techo

Cabina oBastidor para cargas

Soporte tipo Omega

Bastidor para soporte

Techo

Tambor enrolladordel cable Eje agitador macizo:

Ø 60 x 3200

Detalle Pala Impulsora

Medidas para tanque Ø24000 x 25000

AcoplamientoVFANP/A 3

Detalle Equipo Motriz MVFC - 50/80

Motor: 1Hp 1390 rpm

Esfera apoyoeje agitador

Detalle Soporte agitador

Medidas: 76 x 9,52 x 970Ubicación : Inclinada a 45°

Una izquierda y la otra derechaVértices y extremos redondeados

Refuerzo lateral en ambos extremos

Guías para fijación Soporte agitador

Buje de Teflon o Bronce

60x 80 x 80




Geometría Básica del par Sin fin y CoronaUniversidad Mayor de San Andrés Facultad de Ingeniería


Geometría Básica del par Sin fin y Corona

Figura 2. Línea de la distancia entre ejes, plano de centrado, superficies de rodadura y líneas de rodadura de un engranaje helicoidal cilíndrico.

Dentado Globoidal

Dentado Cilíndrico

a = + x.m = m/2 . (q + z2 + 2.x )

dm1 + d2

2

dm1 d2

1

d2

a




Figura 5. Corte Axial y Corte frontal de un sin fin con el número de dientes z1= 4

u = z2

z1

px1 = m . π

m = mx = px1 / π2

según AGMA

dm1max = a0,875

1,07dm1min = a0,875

2,0

según Dudley dm1 =

a0,875

1,488 4

h1 = ha1 + hf1 = ½ (da1 - df1)

3

ha1 = 1.m5 hf1 = m.(1+c1)

da1= dm1 + 2.ha1

6

df1= dm1 - 2.hf1

7

m

b1 ≥ 2 . m . √z2 + 1 10

8 9




Coeficiente de forma q

q =dm1

m

tan m =z1

q

Criterio de Diseño según DIN 3975

Criterio de Diseño según AGMA 6034- B92

d2 = 2 .a –

dm1 tan m =

L

π. dm1

L

π. dm1

m

Perímetro filete sin fin

avancecorona px1 = pt2

px1 =Lz1

= pt2 = π.d2

z2

deFigura 5

11

12

13

de 2 y operando con 13 tenemos

tan m =d2

u. dm1 14 ha = 0,3183 . px1 hf = 0,3683 . px115 16

=Z1 . m

dm117



Diseño del par Sin fin y Corona

a

Datos del Problema

Distancia entre centros: aRelación de engrane : u

Geometría a determinarDiámetro medio sin fin : dm1Diámetro primitivo corona : d2Paso axial : px1 = pt2

Ángulo de avance teórico : mMódulo teórico : m

Cálculo iterativo hasta verificación ángulo de avance.

Finalmente :

Sin fin : z1 - dm1 - da1 - df1

Corona : z2 - d2 - da2 - df2 Pasos a seguir en el diseño

1ro. Aplicar ecuación

2do. Obtener

3ro. Determinar

4to. Calcular previamente

5to. Analizar

6to. Iterar hasta verificar ángulo m

7mo. Finalmente obtener geometría

completa del par sin fin y corona

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1314

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