ACTIVIDADES A DESARROLLAR #7

 PIÑON RECTO

¿Qué es un engranaje recto?

Los engranajes rectos tienen los dientes montados en ejes paralelos, lo que hace que sean de gran utilidad cuando lo que se desea es trasladar movimiento desde un eje hacia otro que se encuentre próximo y también paralelo.

Además de muy fiables, los engranajes rectos destacan porque en ellos no se produce un empuje axial, precisamente por el hecho de que tengan los dientes paralelos a su eje. 

Partes de un engranaje recto

Las diferentes partes que podemos diferenciar en un engranaje recto son las siguientes:

• Dientes. Los dientes del engranaje son los que se encargan de llevar a cabo el esfuerzo de empuje, por lo tanto son los elementos que transmiten la potencia desde el eje conductor al conducido. Durante su fabricación y diseño se tiene en cuenta un perfil característico definido.
• Circunferencias. Podemos distinguir entre la primitiva (Rp), a lo largo de cuya extensión se engranan todos los dientes; la interior (Ri), que es la que pasa por la base de los pies de los dientes y donde se limita el pie del diente; y la circunferencia exterior (Re), que es la que limita la parte exterior del engranaje. El pie de diente es la parte de este que se encuentra entre la circunferencia primitiva y la circunferencia interior.

Analizando de manera diametral tenemos que:

Donde:

Z,     Número de dientes

Dp,   Diámetro primitivo

De,   Diámetro exterior

Di,    Diámetro interior 

P,      Paso circular

M,    Módulo

H,     Altura total del diente

CALCULO DE PIÑON RECTO

En primer lugar, es necesario definir una serie de conceptos para efectuar el cálculo de engranajes rectos:

• Número de dientes (z). Su valor es: z = d/m
• Módulo (m). Relación entre la medida del diámetro primitivo expresado en milímetros y el número de dientes. En los países anglosajones se emplea otra el “Diametral Pitch”, que es inversamente proporcional al módulo. El valor del módulo se fija mediante cálculo de resistencia de materiales en virtud de la potencia a transmitir y en función de la relación de transmisión que se establezca. Dos engranajes que engranen tienen que tener el mismo módulo.: m = d/z
• Diámetro Primitivo (Dp), Es el diámetro correspondiente a la circunferencia primitiva su valor es: Dp = m x z
• Diámetro Exterior (De). Es el diámetro correspondiente a la circunferencia exterior su valor es: De = m (z + 2);    De = Dp + 2m
• Diámetro Interior (Di). Es el diámetro correspondiente a la circunferencia interior, su valor  es: Di = m (z – 2,5) ó Di = De – 2h
• Distancia entre Centros (dc). Es la distancia entre los ejes de la rueda y el piñón, su valor es:  dc = (D + d) / 2, conde “D” corresponde al diámetro primitivo del engranaje y “d” al diámetro primitivo del piñón.

En los módulos normalizados, deberán ir clasificados; los módulos  de 1 a 4 varían de 0,25 en 0,25; los módulos de 4 a 7 varían de 0,5 en 0,5, los módulos de 7 a 12 varían de 1 en 1; y, por último, los módulos de 12 a 20 varían de 2 en 2.  

Si tenemos la pulgada en lugar de los centímetros como unidad de longitud, para establecer el cálculo de engranajes rectos necesitaremos definir el llamado ‘diámetro Pitch’, que es el equivalente al número de dientes por pulgada que se localizan en el diámetro primitivo. La relación que hay el diámetro Pitch y el módulo es de m= 25,4/Pt.

Veamos un ejemplo de aplicación:

Para llevar a cabo el cálculo se inventa un módulo M entre 1.75 y 4.0, los cuales se incrementan de 0.25 en 0.25. Es decir:  1.75, 2.0, 2.25, 2.50, 2.75, 3.0, 3.25, 3.50, 3.75, 4.0.     Los del ITESARC !

Tomamos por ejemplo M=2.0 con un De= 74.0 mm.  (De < 76.2 mm). 

Aplicando fórmulas, tenemos que:

De = Dp + (2xM) , reemplazamos los valores....

74.0 mm = Dp + (2x2.0)

74 = Dp + 4

74 - 4 = Dp

70 mm = Dp

Cómo Z= Dp / M = 70.0 / 2.0 = 35

H= 2.167 x M = 2.167 x 2.0 = 4.3 mm

PROCEDIMIENTO PARA EL TALLADO DE PIÑON RECTO

Observemos atentamente el paso a paso:

NORMAS TECNICAS A TENER PRESENTE

El principal referente normativo es la NTC 1140. Esta norma se aplica a los engranajes de mecánica general, fresados, tallados y rectificados, cilíndricos de dentado recto, helicoidal o doble helicoidal, exteriores e interiores con perfil del diente en evolvente de círculo y ángulo de presión de 20º.

La Asociación Americana de Fabricantes de Engranajes AGMA es una organización estadounidense que desarrolla normas orientadas hacia la manufactura de engranajes. Junto con el Instituto Nacional de Estándares Americanos ANSI han publicado la norma ANSI/AGMA 2001-D04 llamada ”Factores fundamentales y métodos de cálculo para la capacidad de carga de engranajes con dientes helicoidales y rectos con perfil de evolvente”. Esta norma consta de una sola parte y fue publicada en el año 2004 como nueva versión de su predecesora AGMA 2001-C95 de 1995. 

La Organización Internacional de Normalización ISO desarrolla y publica norma internacionales en diferentes ámbitos, siendo el ramo industrial uno de sus focos. La ISO 6336 es titulada ”Cálculo de la capacidad de carga de engranajes de diente recto y helicoidal”, y está compuesta por once apartados, unos establecidos como normas, otros como especificaciones técnicas, y otros como reportes técnicos.

NORMAS DE SEGURIDAD INDUSTRIAL DEL PROCESO

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Descripción:

Actividad #15 -  

1) Tomando como guía el ejemplo de aplicación, realice el cálculo para cinco (5) piñones rectos, eligiendo valores aleatoriamente de módulo. 

2) Calcular los valores de vueltas,  de agujeros y circunferencia respectiva para los cinco (5)  valores de Z hallados en el numeral anterior.

Actividad #16 -  

Realice un comparativo entre las normas técnicas que se deben tener presente para la elaboración de engranajes rectos.

Envíe al profesor cada actividad mediante el correo electrónico, siguiendo la nomenclatura establecida al inicio del curso.