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: