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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.
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Instituto de Investigaciones Mecánicas Seminario de Actualización TecnológicaAutor: Prof.Ing. Javier Antezana López [email protected] Enero 2009
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.
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Instituto de Investigaciones Mecánicas Seminario de Actualización TecnológicaAutor: Prof.Ing. Javier Antezana López [email protected] Enero 2009
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
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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%.
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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.
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Aplicaciones de los Reductores de VelocidadUniversidad Mayor de San Andrés Facultad de Ingeniería
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Aplicaciones de los Reductores de VelocidadUniversidad Mayor de San Andrés Facultad de Ingeniería
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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
Aplicaciones de los Reductores de VelocidadUniversidad Mayor de San Andrés Facultad de Ingeniería
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Aplicaciones de los Reductores de VelocidadUniversidad Mayor de San Andrés Facultad de Ingeniería
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Aplicaciones de los Reductores de VelocidadUniversidad Mayor de San Andrés Facultad de Ingeniería
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Geometría Básica del par Sin fin y CoronaUniversidad Mayor de San Andrés Facultad de Ingeniería
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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
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Geometría Básica del par Sin fin y Corona
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
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Geometría Básica del par Sin fin y Corona
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
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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
412
1314
15
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