Foros de SóloIngeniería

- 08 Ago 2008, 11:29 #103062

Hola a todos,

Tengo que diseñar un reductor para un puente grúa y no se exactamente que sistema utilizar para calcular los acoplamientos entre engranajes. Algunos utilizan las ecuaciones AGMA pero tengo los apuntes que utilizabamos en la universidad y son bastante distintos. ¿Qué sistema deberia usar?

Gracias

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- 08 Ago 2008, 21:11 #103221

Yo NO utilizaría la AGMA.

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"Arte sin ingeniería es soñar, ingeniería sin arte es calcular"
"Yo te lo explico, porque no me cuesta nada y además es mi obligación" Reivindicador Dixit
"Esto es teóricamente posible pero prácticamente improbable" Mecagüenlá dixit
"En teoría no hay diferencia entre teoría y práctica. En la práctica, sí"

- 09 Ago 2008, 10:19 #103258

Hola JCas,

He seguido estos pasos para el diseño del reductor, a ver que te parece:

DATOS DEL REDUCTOR
i= 192,42
Potencia= 40,8 CV
Todos, engranajes helicoidales

Pasos:
1- determinación de los trenes necesarios (me han salido 4)
2- determinación de cantidad de dientes en cada engranaje
3- Modulos (en los piñones primero a desgaste y comprobar a resistencia-en las ruedas sólo a resistencia)
4- cáculo de distancias entre ejes
5- fuerzas que se trasmiten a los ejes
6- cálculo de ejes a fatiga
7- selección de rodamientos
8- cálculo de chavetas y chaveteros

No estoy muy seguro de las fórmulas que he utilizado y te agradecería si pudieras recomendarme algún libro o alguna página en la que se explique con relativa exactitud el diseño de los engranajes helicoidales.

Muchas gracias

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- 09 Ago 2008, 20:26 #103299

6- cálculo de ejes a fatiga

Una pregunta para ti y para JCas; ¿Están calculados por Von Misses o simplemente has hecho el diagrama de fuerzas y ver que a cortante y a flector no se te pasaba de la tensión admisible de trabajo?
(Yo estoy con el PFC y también estoy calculando unos ejes que me han salido de un diámetro razonable pero el profesor me dice que ahora lo haremos calculando la fatiga por el método de Von Misses y no sé si me va a dar muy distinto¿?..¿en principio Von Misses es más restrictivo y a priori tendría que salir un eje más grande no?)
Saludos

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- 11 Ago 2008, 23:14 #103571

Hola JCas,

He seguido estos pasos para el diseño del reductor, a ver que te parece:

DATOS DEL REDUCTOR
i= 192,42
Potencia= 40,8 CV
Todos, engranajes helicoidales

Pasos:
1- determinación de los trenes necesarios (me han salido 4)
Correcto. Yo también habría puesto cuatro.
2- determinación de cantidad de dientes en cada engranaje
Supongo que primera aproximación. Normalmente, interesa retocar después. Supongo también que habrás tenido en cuenta que, en cada caso, dientes de piñón y rueda no han de ser múltiplos.
3- Modulos (en los piñones primero a desgaste y comprobar a resistencia-en las ruedas sólo a resistencia)
4- cáculo de distancias entre ejes
¿Cómo calculas la resistencia sin saber la distancia entre ejes?. Me imagino que para ello utilizarás engranajes a cero y sin juego. Eso no funciona normalmente. Dale un desplazamiento de aproximadamente 0,5 a cada elemento y dale algo de juego (te tocará currarte un poco las ecuaciones).
¿por qué calculas las ruedas sólo a resistencia. Desde luego, con todo a cero parece que se desgastarán menos, ¿pero estás seguro de eso?. Normalmente hay que calcular todos los elementos. Sí es verdad que a priori el desgaste sólo afectará al piñón, pero no es así, afecta por igual a las dos partes (el desgaste siempre es mayor en el elemento arrastrado). Utiliza de todas formas un material más duro en los piñones que en las ruedas, el engranaje mejorará mucho en resistencia.
No hablas en ningún momento de los ángulos que le das. Si comentas tus resultados te puedo guiar un poco más.
5- fuerzas que se trasmiten a los ejes
6- cálculo de ejes a fatiga
Hace muchos años que los calculo por ordenador. No me complico con ellos. (contestación también para Mr. Beam.
7- selección de rodamientos
8- cálculo de chavetas y chaveteros

No estoy muy seguro de las fórmulas que he utilizado y te agradecería si pudieras recomendarme algún libro o alguna página en la que se explique con relativa exactitud el diseño de los engranajes helicoidales.
Yo siempre recomiendo el de Pilar Lafont (Cálculo de Engranajes Paralelos), aunque el Niemann (muy difícil de conseguir), el Henriot y algún otro son muy buenos.
Muchas gracias

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- 14 Ago 2008, 09:02 #104002

Hola JCas,

Antes de nada gracias por la ayuda. Todavía no me ha quedado claro lo de darle un desplazamiento y lo del juego (es que en la uni nos enseñaron lo estrictamente básico en cuanto a engranajes y me pierdo en conceptos así). El libro de Pilar lo puedo conseguir pero tardará unos días y en la uni el único ejemplar de Niemann lo tiene un profesor hasta el año que viene (y no hay más libros en los que no aparzca el sistema AGMA). Si no te quita mucho tiempo me podrías indicar más o menos las fórmulas básicas que utilizas para el diseño de engranajes helicoidales?

te digo lo que he puesto hasta ahora:
Primer tren: Piñon 14 dientes Rueda 46 angulo de helice 13º
Segundo: Piñon 15 Rueda 54 angulo 12º
Tercero: Piñon 15 Rueda 58 angulo 11,5º
Cuarto: Piñon 16 Rueda 66 angulo 10º

La relación de transmision me sale 188,67 (el que necesitaba era 192,42 pero como el error es del 1,95 % lo puedo aceptar)

No te asustes si ves alguna burrada.

Gracias

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- 18 Ago 2008, 21:03 #104450

Tres cosillas:

1º Busca el libro de Henriot. Posíblemente el más completo.

2º Para el cálculo de engranajes, ya indiqué en este post un montón de sitios donde obtener las fórmulas (especial atención al documento de la CUJAE).

http://www.soloingenieria.net/foros/vie ... hp?t=12092

3º No me dices nada de los engranajes que has calculado. Saber el número de dientes y la inclinación no vale para nada sin el módulo. Además, porqué esas inclinaciones de dentado. ¿Cual es tu criterio para darlas? Por favor, aunque creas que es una locura o aunque sea por inspiración, o por lo que sea, dímelo, siempre está bien oír nuevos o diferentes criterios a los propios. Se aprende de los demás, y a mi también me gusta aprender.

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- 19 Ago 2008, 09:15 #104493

Los modulos:

4 para el primer tren, 4.5 para el segundo, 6 para el tercero y 8 para el último.

He puesto estos módulos y estas hélices porque llame a una empresa que produce reductores de velocidad (RALPE) y me recomendaron esas medidas para el tipo de reductor que necesito. Pero la cuestión es que al preguntar sobre su sistema de diseño lo único que decían (lógicamente) era que ellos ya no calculan nada (el ingeniero que me atendio incluso no se acordaba de las formulas), que utilizan programas informaticos. Y así me quede, a dos velas, sabiendo lo que me tenia que dar pero sin idea de como calcularlo. Una cosa, les pregunte por un ángulo de inclinación mayor y me dijeron que no utilizaban angulos mayores que 14º.

Por otra parte en la empresa ya tienen estandarizadas las distancias entre ejes y despues utilizan dientes helicoidales corregidos, pero que yo recuerde, nuestro profesor decía que no se utilizaban dientes helicoidales corregidos, que bastaba con cambiar el ángulo, a lo que en la empresa respondieron que ellos lo hacen.

Por cierto, he conseguido el libro de Pilar (intento conseguir Henriot pero que no esté en frances) pero utiliza un sistema bastante diferente del que utilizabamos en la universidad. Tengo que ir asimilando esta información y si no te importe me gustaría preguntarte las dudas que me van surgiendo.

Gracias.

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- 19 Ago 2008, 12:24 #104536

Pregunta todo lo que quieras.

Desde luego, eso de utilizar programas informáticos es ya norma habitual. El problema es que deja de comprenderse la base del cálculo y el porqué de las cosas y luego pasa lo que pasa. Pregunta todo lo que quieras, yo te ayudaré en lo que pueda.

De todas formas, no te compliques demasiado para lo que vas a hacer. Yo también utilizo helicoidales corregidos, de hecho, lo que no utilizo son dentados sin corregir, pues una corrección apropiada da una resistencia mucho mayor.

Lo de los 14º como máximo tiene varias explicacions. La primera es que no tenemos esfuerzos axiales excesivamente grandes en los apoyos. La segunda es que en ciertos casos tenemos un mejor engrane. La tercera es que no castigamos demasiado el rendimiento. En cuanto a los módulos que te dan, van muy sobrados (casi con la mitad te vale).

No te compliques mucho con la relación para cada paso o etapa. Niemann tiene unas recomendaciones muy buenas al respecto, pero es mejor hacerlo un poco a ojo. Para ello, dale el mismo ratio a cada paso (raíz cuarta y vale). A partir de entonces tócalo un poco. Dale al primer pas una 15 o un 20% más de relación, de forma que reduzcas en lo posible la velocidad dentro delreductor, lo que quitará problemas de ruido. Dale al último otro tanto por ciento igual, para que absorba este paso el mayor par posible (ojo, que te aumentará el tamaño del equipo), y reparte el ratio que te queda a partes aproximadamente iguales entre los pasos intermedios. Ojo, no pongas dientes múltiplos entre sí en ninguna etapa. Pon el módulo menor posible en cada caso (si te quedas corto, pon uno inmediatamente superior), y cíñete a las recomendaciones del ancho, ponindo el mayor posible tanto en la entrada como en la salida.

Si utilizas desplazamientos, ponlos de aproximadamente 0,5. Conseguirás mayor resistencia.

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- 22 Ago 2008, 09:04 #105130

La cuestión es que no quiero complicarlo mucho ya que es un trabajo académico pero también quiero que salga valores que sean más o menos reales.

La página de CUJAE me ha gustado pero me ha parecido un poco complicado para asimilarlo en tan poco tiempo. La cuestión es que no se como deducir el módulo a partir de los datos geometricos del engranaje.

Nosotros en la universidad primero cálculabamos el modulo con la ecuación de Stribeck (presión característica de rodadura) y lo comprobábamos a resistencia; después los corregiamos en base a la distancia de funcionamiento (y esto solo lo hacíamos con engranajes rectos).

Si no es mucho pedir, me podrías indicar qué pasos hay que seguir exactamente para el diseño de un engranaje helicoidal, sin complicarte mucho, los pasos básicos.

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- 22 Ago 2008, 12:39 #105199

Ya lo he contado en alguna ocasión. Eso de no complicarse mucho hablando de engranajes es imposible. Los pasos serían los siguientes:

Una vez que tienes la relación, das al piñón un número de dientes de entre 17 y 20, de forma que te evitas probemas con interferencias. A partir de éste número tienes, junto con la relación, los dientes de la rueda. Les das un valor de módulo de forma más o menos aleatoria. Digo más o menos porque normalmente, cuando ya has calculado engranajes, sabes por donde te andas. En tu caso, para la prmera etapa, yo miraría por un módulo 2. Das un desplazamiento de aproximadamente 0,5 (vamos, que les des 0,5 a ambos elementos sin liarte demasiado) y un ángulo de entre 10 y 15º y calculas entonces todas las características geométricas del engranaje. Le das el máximo ancho posible (las recomendaciones las encuentras en el libro de Pilar Lafont por la página 140 aproximadamente (te lo digo de memoria).

Una vez tienes todo esto, calculas la resitencia del engranaje. Si el engranaje resiste por poco es que lo tienes bien. Si se va en mucho, prueba con un módulo más pequeño. Si le falta poco en la resistencia a presión de Hertz y aguanta a fatiga o también esá sólo un poco por debajo, tienes varias opciones, aunque todas ellas te implican recalcular. Lo primero que hay que hacer es aumentar ligeramente los desplazamientos, puedes llegar hasta 0,8, pero es mejor quedarse un poco por debajo. Esto siempre aumenta la resistencia, sobretodo a fatiga. Recalculas de nuevo y miras a ver que pasa. Si sigue sin aguantar aumenta ligeramente el ángulo (yo no pasaría de 15º) y recalcula de nuevo. Tienes otra opción más que es aumentar los dientes de piñón y, por tanto, los de la rueda (eso es para aumentar el coeficiente de engrane). A veces funciona.

Si se va por mucho alguna resistencia o no te ha valido lo anterior, entonces aumenta el módulo y pasa al siguiente módulo normalizado (si te falta una barbaridad para que aguante pasa a dos normalizados por encima). De nuevo toca recalcular siguiendo el proceso anterior. Es un proceso largo (muy largo) y es fácil equivocarse, pero despacito se hace bien.

Si tienes más dudas (que las tendrás en el cálculo) sigue preguntando.

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- 23 Ago 2008, 12:06 #105274

hay un apartado en el libro " cálculo simplificado del engranaje frente al fallo por fatiga". Es suficiente para la verificación del engranaje?

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- 23 Ago 2008, 15:06 #105279

Otra cosa, no entiendo lo de darle un deplazamiento inicial al engranaje. Empiezo con un modulo y un angulo de helice pero que hay que hacer con los desplazamientos?

Por otro lado, que valores hay que comparar? en el cálculo de la fatiga superficial la tensión admisible de Hertz con la tensión de cálculo de Hertz? y lo mismo en el fallo por fatiga en la base del diente?

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- 24 Ago 2008, 22:41 #105363

hay un apartado en el libro " cálculo simplificado del engranaje frente al fallo por fatiga". Es suficiente para la verificación del engranaje?

Sí, es suficiente para verificrlo frente a fatiga, pero no a presión superficial.

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- 24 Ago 2008, 22:45 #105364

Otra cosa, no entiendo lo de darle un deplazamiento inicial al engranaje. Empiezo con un modulo y un angulo de helice pero que hay que hacer con los desplazamientos?

Por otro lado, que valores hay que comparar? en el cálculo de la fatiga superficial la tensión admisible de Hertz con la tensión de cálculo de Hertz? y lo mismo en el fallo por fatiga en la base del diente?

Para el desplazamiento dale un valor de aproximadamente 0,5 (x=0,5) en piñón y rueda. Los engranajes con este desplazamiento suelen tener más resistencia, aunque valores como los deslizamientos específicos (en los que no vamos a entrar) pueden hacer variar esto último.

Lo que dices de los cálculos de las resistencias es correcto. Eso es lo que hay que comparar.

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