Diseño Mecanico de Cadenas de Motos

DISEO DE UNA CAJA REDUCTORA DE VELOCIDAD

PARTE II: DISEO TRANSMISIN POR CADENAS

GRUPO 3:

JENNIFER MONTOYA URREGO

ANDRS FELIPE AYALA

WILLIAM USUGA GIRALDO

DANIEL CARDONA GUZMN

FECHA: OCTUBRE 16

ASIGNATURA: DISEO MECNICO II

DOCENTE: GERMN OSORIO OSSES

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA

FACULTAD DE INGENIERA

DEPARTAMENTO DE INGENIERA MECNICA

MEDELLN

2014

DISEO DE CAJA REDUCTORA DE VELOCIDAD: SEGUNDA PARTE

2

INTRODUCCIN

Se quiere transmitir potencia desde un motor DC Shunt hacia una caja

reductora de engranajes, la cual a su vez trasmitir potencia a dos mquinas

diferentes: Un Mezclador de lquidos y un compresor centrfugo.

Con el fin de ayudar a la reduccin de velocidad entre la salida de la caja

reductora y el eje que mueve el mezclador de lquidos se acoplarn estos

con la relacin de transmisin determinada. As, el Sprocket conductor se

ubicar a la salida de la caja y el Sprocket conducido se ubicar en el eje del

mezclador de lquidos.


3

OBJETIVOS

Disear un sistema de transmisin por cadenas, el cual opere de

manera adecuada para las condiciones de diseo especificadas.

Escoger correctamente una transmisin flexible de cadenas y

sprockets para la aplicacin dada usando el software Renold Chain

Drive Selector.

OBJETIVOS ESPECFICOS

Hacer los clculos necesarios para hallar las correctas relaciones

de transmisin, reduccin de velocidad y potencias necesarias en

cada eje para el problema dado.

Escoger la cadena ms adecuada y ptima con la ayuda del

software Renold Chain Drive Selector.

Disear los sprockets para la reduccin de velocidad especificada

adems de que cumplan para el juego de cadenas comerciales

escogidos desde el Software.

Hacer los planos de taller de los sprockets con todas las

especificaciones requeridas para la fabricacin de los mismos

(medidas, tolerancias, acabados superficiales, material).


4

DESCRIPCIN DEL PROBLEMA

Un motor DC Shunt impulsar una caja reductora de engranajes por medio

de una transmisin flexible de bandas. La caja reductora impulsar dos

mquinas, una mediante un acople directo y otra mediante cadenas.

En este trabajo se va a escoger la cadena y el sprocket comercial ms

adecuado por medio del Renold Chain Drive Selector.

CONFIGURACIN DEL SISTEMA Y ESQUEMA DE LA CAJA

REDUCTORA

Entre el motor DC Shunt y el eje 1 del reductor se va a colocar

bandas.

Entre la salida del reductor (eje3) y la maquina 1(Mezclador de

lquidos) se va a colocar cadena y sprocket; adems en el eje 3 se va

a colocar un acople por el lado derecho de la figura y este va a estar

conectado a la mquina 2 (Compresor Centrfugo).


5

RECOMENDACIONES, CONSIDERACIONES Y CHEQUEOS

GENERALES

De acuerdo a la norma DIN 8196 los siguientes nmeros de dientes son preferidos para los sprockets, teniendo en cuenta

que los piones deben tener nmero de dientes impares:

17,19,21,23,25,38,57,76,95,114

Los datos de entrada Renold Chain Drive Selector son del pin.

Seleccin de cadena se trabajara con (American ISO 606). Para el trabajo se recomienda por el profesor escoger la

cadena RENOLD SINERGY, debido a que tendr una vida de

trabajo ms larga que cualquier otra cadena de transmisin de

potencia disponible en el mercado.

Para este trabajo se supondr que las condiciones ambientales son: Ambiente Normal, Aplicacin Interior.


6

DATOS TOMADOS DEL TRABAJO ANTERIOR (CORREAS Y

BANDAS)

Polea seleccionada del trabajo de correas y bandas


7

TABLA CON LAS ESPECIFICACIONES DEL SISTEMA

Tipo de Impulsor

Mquina Conducida

Servicio (Hr/Da)

Velocidad de Entrada(RPM)

Potencia de

Salida(HP)

Velocidad de

Salida(RPM)

Motor DC Shunt

Mezclador de Lquidos

Compresor Centrfugo

18

1750

10 15

25 75

DATOS TOMADOS DEL PRIMER TRABAJO (CORREAS Y BANDAS)

EJE POTENCIA(HP) POTENCIA(KW)

1 27,235 20,317

2 26,418 19,708

3 25,625 19,116

POTENCIA DE ENTRADA Y VELOCIDAD DEL CONDUCTOR

Con los resultados obtenidos de la transmisin por poleas, las RPM de los

ejes varan.

Conocidas las relaciones de transmisin podemos conocer las nuevas RPM

de cada eje en la caja reductora, as:


8

La velocidad y la potencia de entrada al software ser la correspondiente al

eje#3 donde ser ubicado el sprocket conductor (RPM eje 3).

NMERO DE DIENTES DEL CONDUCTOR Y RELACIN DE

TRANSMISIN

Procedemos a definir el nmero de dientes del sprocket conductor este

clculo se iniciar con el nmero mnimo de dientes recomendado que es:

Luego respetando la relacin de transmisin de la cadena (

) se determinar el nmero de dientes del sprocket conducido:


9

En la seleccin de la cadena, se escoge American ISO 606 y en el tipo de

producto Renold Synergy que es la ms recomendada.

CLASIFICACION DE LA CARGA, LUBRICACIN Y CONSIDERACIONES

AMBIENTALES

CLASIFICACIN DE LA CARGA

Las caractersticas de la mquina conductora es funcionamiento suave para

un motor elctrico.


10

Las caractersticas de la mquina conducida para la mezcladora de lquidos

(mquina 1) es funcionamiento suave.

La lubricacin se elige segn lo recomendado que es lo ideal


11

Las condiciones ambientales, teniendo en cuenta que es una mezcladora de

lquidos, ser un ambiente con una aplicacin interior.

DISTANCIA ENTRE CENTROS

La distancia entre centros ser un valor recomendado segn las tablas para

el paso de trabajo. Como no se conoce dicho paso, se calcular uno tentativo

con la ayuda de las grficas TRANSMISIN POR CADENAS ANSI.

Primero se debe hallar la potencia de seleccin:

De la tabla de Renold para seleccin de potencia se selecciona el factor de

seleccin:


12

A continuacin se busca un paso tentativo, asumiendo que el eje X es la

velocidad del pin menor y el eje Y es la potencia de seleccin para los

diferentes nmeros de hileras.

Teniendo en cuenta la constante en todo diseo que es disminuir costos, se

busca preferentemente escoger una cadena simple, es decir una hilera:


13

Despus para este paso de trabajo de , se busca el paso recomendado

segn las tablas de distancia entre centros recomendada:

Luego, esta ser la distancia entre centros tentativa que se introducir en el

software.


14

DATOS DE ENTRADA

RESULTADOS OBTENIDOS: CADENA DE UNA HILERA

Como el paso arrojado por el programa es de (p=38,1mm) y este

corresponde a un paso de , recalculamos con la distancia entre centros

recomendada de 1350mm para este valor.


15

DATOS DE ENTRADA CON LA NUEVA DISTANCIA ENTRE CENTROS

As obtenemos los siguientes resultados:


16

CHEQUEOS:

( )

( )

DIMENSIONAMIENTO

Del programa de Renold Chain Drive Selector se puede verificar un dimetro

del sprocket menor , un dimetro del sprocket mayor

; adems teniendo en cuenta el nmero de dientes del

pin menor 17 y el nmero de dientes del pin mayor , se van

a calcular los datos de la tabla.


17

CLCULO DE LOS SPROCKETS

DIMENSIN SPROCKET MENOR SPROCKET MAYOR

ngulo del diente

Dimetro primitivo

(

)

( )

Dimetro exterior (

)

(

)

Espesor de la llanta

Dimetro de la

llanta

Espesor del alma

( )

( )

Redondeos Esquinas Interiores

Dimetro del eje

Dimetro del cubo

Longitud del

cubo

Para el clculo de los dimetros se debe tener en cuenta que las potencias ni

las revoluciones en el pin menor y mayor son las mismas. Esto debido a

que se pierde un 4% en el pin mayor.

SPROCKET MENOR

Se tom un valor de:

(

) (

)


18

SPROCKET MAYOR

Se tomo un valor de:

(

) (

)

EL ESPESOR DEL ALMA S

( )

Segn la Tabla IV del documento para un paso de se obtienen los siguientes

valores:

-

-

-

-


19

RESULTADO DISEO DE LOS SPROCKETS

DENOMINACIN Sprocket menor(mm) Sprocket mayor(mm)

Dimetro exterior 226,677 640,585

Dimetro primitivo 207,347 618,899

F 34,29 34,29

Dimetro de la llanta 138,767 550,319

Radio ( ) 6,4 6,4 Dimetro del eje 82 106

Dimetro del cubo 114,8 148,4

Longitud del cubo 123 265

Espesor Dimetro del rodillo

R E

CALCULO DE LAS CHAVETAS

- SPROCKET MENOR SPROCKET MAYOR

Potencia (HP) 15,625 15

Velocidad de giro (rpm) 75,167 25,055

Dimetro donde se localiza la chaveta (mm)

82

106

Material de la chaveta

Acero AISI 1020 HR = 210MPa

Acero AISI 1020 HR =

210MPa

Material del eje

Acero AISI 4140 (recocido)=417MPa

Acero AISI 4140 (recocido)=417MPa

Material del engranaje Acero AISI 1040 TYR 650C=434MPa

Acero AISI 1040 TYR 650C=434MPa

Factor de diseo 3 3

Ancho de cara (mm) 123 265


20

CHAVETA SPROCKET MENOR


21

CHAVETA SPROCKET MAYOR


22

TOLERANCIAS PARA EL AGUJERO Y CHAVETA

Se ingresa al SOLID EDGE Conjunto

Como se est trabajando con sistema mtrico se selecciona ISO, el

handbook y calculations wizards.

Se trabajo con sistema agujero nico. Luego se ingresa el dimetro y

el valor W del MDESING, basndose en el tipo de ajuste se ingresa la

nomenclatura correspondiente.

Para los ejes con chavetas se trabaja con H7-h6

Para el ajuste de la chaveta se trabaja con J9 para el agujero y N9

para el eje


23

AJUSTE SPROCKET MENOR


24

AJUSTE SPROCKET MAYOR


25

CONCLUSIONES

- Inicialmente se determinaron las condiciones de operacin para los

criterios de diseo dados, asegurando ptimo funcionamiento en cada

componente de la caja reductora y considerando los futuros diseos de

los componentes faltantes.

- Para la seleccin de la cadena adecuada se debe tener en cuenta la

distancia entre centros, donde inicialmente se escoge una distancia

tentativa y al seguir las recomendaciones del software se puede ser ms

precisos en la eleccin mejorando el diseo, confiabilidad y duracin del-

sistema.

- Se seleccion la cadena ms adecuada, buscando siempre que fuera una

cadena simple, dando como resultado una recomendacin del software

Renold Synergy la cadena ANSI 120 (ISO 606) simple con un paso de 1

.

- En nuestro ejercicio la cadena seleccionada cumple con todos los

parmetros vistos en el curso para seleccin de cadenas, siendo de gran

ayuda el software de diseo y las tablas de los fabricantes.


26

BIBLIOGRAFA

Budynas, Richard G. y Nisbett, J. Keith. Diseo en Ingeniera Mecnica de Shigley. Octava edicin. Editorial Mc Graw Hill, 2008. Documento Renold Chain Designer Guide Software Renold Chain Software MDesign Software Autodesk Inventor 2013

Documents

Diseño Mecanico de Cadenas de Motos