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mecanica
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Análisis y Síntesis de Mecanismos:
Nombre del docente: Joel Aguillon Morales
Proyecto: Bici podadora
Integrantes:
Pablo Eduardo Zarazua Delgado
Fernando Arredondo Rodríguez
José Reyes Gómez Orduña
Jorge González Mendieta
Emanuel Gómez
Juan Carlos Martínez Vargas
Índice:
1.-Presentación
2.- Introducción
3.-Desarrollo/Hallazgos/Resultados/cálculos/diseño.
4.- Conclusiones y Recomendaciones
Introducción:
A continuación describiremos el proceso del diseño y construcción del eco
podador con la intención de crear una máquina que nos permita ahorrar energía,
no contaminar con podadoras eléctricas o de gasolina y de esta forma ayudar al
medio ambiente y que además al utilizarla permita realizar ejercicio al usuario.
El funcionamiento de la maquina es relativa mente simple mediante la
implementación de cadenas de transmisión de potencia logramos que el
dispositivo redujera la velocidad de desplazamiento e incrementara la velocidad de
rotación de las cuchillas de corte, ya que Las cadenas de transmisión son la mejor
opción para aplicaciones donde se quiera transmitir grandes pares de fuerza y
donde los ejes de transmisión se muevan en un rango de entre media, baja y alta.
Justificado:
El porqué de nuestra maquina ya fue explicado en el apartado anterior ahora
daremos el porqué de cada uno de los elementos que la constituye. Empezando
con el cuadro de la bicicleta, este elemento es indispensable debido a que la
maquina se fundamenta en la estructura base de un triciclo además de que se
requiere un sistema mediante el cual se pueda ingresar potencia a la máquina de
una forma simple, esto se logra atreves de los pedales.
Debido a que la maquina se fundamenta en la estructura base de un triciclo se
debieron hacer arreglos para permitir que la maquina pudiera desplazarse de una
forma lenta y a su vez que las cuchillas de corte pudieran incrementar de forma
considerable su velocidad de giro, para esto se recurrió a varias etapas de ejes de
engranaje de diversos tamaños.
En su totalidad la maquina se constituye de 11 coronas de bicicleta, el número de
estos fue determinado durante el proceso de diseño debido a que la única forma
de poder obtener la relación de velocidades deseada era poniéndole muchas
coronas de diferentes tamaños.
Desarrollo:
El proyecto de la eco podadora comenzó con una lluvia de ideas, al hacer uso del
pensamiento creativo llegamos a la idea de la elaboración de una bicicleta la cual
fuera capaz de podar el pasto. Dispositivo que permitiría realizar las labores de
mantenimiento de las áreas verdes y además hacer ejercicio en el proceso.
Durante el proceso de diseño del eco podador se implementaron cálculos
cinemáticos y dinámicos con base en la relación de velocidades angulares, para
crear una transición de cadena la cual nos pudiera dar una baja velocidad de
desplazamiento y una velocidad de corte rápida
El proyecto eco podadora tuvo lugar durante el transcurso ordinario semestral de
la asignatura de análisis y síntesis de mecanismos, en horas destinadas por el
profesor al desarrollo de la maquina en cuestión.
La primera etapa del proyecto fue el diseño de la transición de cadena para lo cual
implementamos cadenas y coronas de medidas estandarizadas.
Debido a que se requerían dos velocidades de salida se tuvo que recurrir a una
transmisión con 6 etapas, la cuales no permitieran reducir la velocidad de las
llantas y aumentar la velocidad de corte de las asparas.
Dentro del diseño de transmisiones de cadena se debe recurrir a diversas
ecuaciones que nos permitirán definir el tamaño del diente en relacionarlo con el
diámetro del círculo.
Paso circular: Pc= πd /N Paso diametral: Pd= N/d
Tabla de características de los engranes de la transmisión:
Engrane: Número de
dientes:
Diámetro: Paso circular: Paso
diametral:
N1 36 3 pulgadas 0.26179938 12 pulgadas
N2 28 2.2 pulgadas 0.246899 13 pulgadas
N3 36 3 pulgadas 0.26179938 12 pulgadas
N4 44 3.5 pulgadas 0.24989941 12.5 pulgadas
N5 28 2.2 pulgadas 0.246899 13 pulgadas
N6 36 3 pulgadas 0,26179938 12 pulgadas
N7 28 2.2 pulgadas 0.246899 12.5 pulgadas
N8 36 3 pulgadas 0.26179938 12 pulgadas
N9 18 1.5 pulgadas 0.26179938 12 pulgadas
N10 44 3.5 pulgadas 0.24989941 12.5 pulgadas
N11 14 1 1/8
pulgadas
0,25244940 12.5 pulgadas
El paso circular es la longitud de arco a lo largo de la circunferencia del círculo de
paso de un punto de un diente al mismo punto en el siguiente diente. El paso
circular define el tamaño del diente. Las otras dimensiones del diente se
estandarizan con base en esa dimensión, como se muestra en la tabla.
Parámetro Paso grueso (pd < 20) Paso fino (pd ≥ 20)
Ángulo de presión θ 20° o 25° 20°
Cabeza a 1.000/pd 1.000/pd
Raíz b 1.250/pd 1.250/pd
Profundidad de trabajo 2.000/pd 2.000/pd
Profundidad total 2.250/pd 2.200/pd + 0.002 pulg
Espesor de diente
circular
1.571/pd 1.571/pd
Radio de filete o chaflán:
cremallera básica
0.300/pd No estandarizado
Holgura básica mínima 0.250/pd 0.200/pd + 0.002 pulg
Ancho mínimo de cara
superior
0.250/pd No estandarizado
Holgura (dientes
esmerilados o pulidos)
0.350/pd 0.350/pd + 0.002 pulg
El tren de engranaje compuesto implementado para la transmisión se constituye
de 4 etapas y la relación de velocidad es de +2.57 en la cuchilla y en las llantas
es de 0.81.
Para estos cálculos se implementó la fórmula de relación de velocidades:
Mv= Nentrada/Nsalida
Una vez conociendo las relaciones de velocidad se procedió a el diseño de la
armadura de la máquina para lo cual se recurrió a un armazón de PTR el forma
rectangular el cual tuviera las dimensiones necesarias para poder contener todas
la etapas de la transmisión. Colocando las flechas de las etapas de la transición
sobre cojinetes con caja de chumacera los cuales al ser elementos de revoluta
permite el giro de la flecha con respecto a ellos además de facilitar el desmonte
de estas al ser partes semifijas.
Además de esto se requería conocer la relación de par de torsión en los ejes de la
transmisión para determinar el diámetro mínimo admisible para estos.
El par de torsión se determina con la ecuación
Mt=Nsalida/Nentrada
Por lo que el par de torsión en la transmisión seria de 0.3888 N/metro
El cual es soportado por la flecha de acero estructural A36 de media pulgada de
diámetro.
Cálculos de relación de velocidades por etapas de la transmisión:
