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ELEMENT DE MA UINAS • SENA 7A\ Servicio Nacional de Aorendizaie SUBDIRECCION TECNICO- PEDAGOGICA
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ELEMENT DE MA UINAS
• SENA
7A\ Servicio Nacional de Aorendizaie
SUBDIRECCION TECNICO-PEDAGOGICA
METALMECANICA ELEMENTOS DE MAQUINAS
AJUSTE Y MONTAJE DE MAQUINARIA
MONTAJE DE RUEDAS o DENTADAS o
1
Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.
8aborado por: Carlos Nieto, Regional Valle Rafael López, Regional Valle
Osear Galvis. Regional Bogotá-Cundinamarca
Revisión Técnica y Pedagógica: Jairo Pinzón, Regional Santander
William Bobadillo, Regional Atlántico Alber11:> Carvajal, Regional Anlioquia-Choo6
Coordinación Mario J. Ojeda M .. Subdirección Técnica Pedagógica
SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE Subdirección Técnico-Pedagógica
Bogotá, octubre de 1985
2
•
CONTENIDO
MONTAJE DE RUEDAS DENTADAS
• Estudio de la tarea - Objetivo terminal
• Actividad de aprendizaje No.1
• Actividad de aprendizaje No.2
• Actividad de aprendizaje No.3
• Actividad de aprendizaje No.4
• Objetivo de Taller
• Ruta de trabajo
3
Páginas
5
7
19
31
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53
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•
ESTUDIO DE LA TAREA
OBJETIVO TERMINAL
MONTAJE DE RUEDAS DENTADAS
Dado un montaje modelo de ruedas dentadas, la ruta de trabajo con el orden operacional, usted la completará con los pasos, herramientas y materiales para hacer el montaje de ruedas dentadas sin cometer errores.
Para cumplir con este objetivo debe haber aprobado las siguientes actividades.
-Clasificar engranajes y ruedas dentadas.
-Calcular dimensiones de ruedas dentadas rectas.
-Calcular tren simple, tren compuesto y relaciones de transmisión.
-Explicar el procedimiento para montaje de engranajes.
5
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE No. 1
¿QUE ES UN ENGRANAJE?
CLASIFICAR RUEDAS
DENTADAS
En este primer capítulo de la actividad, usted conocerá el principio de la transmisión de fuerza y movimiento rotativo por medio de los mecanismos de contacto directo.
/ - . '/
(
\ -l
.... -
.... 1
~ .....
\ -\ /; ::-..... •
1
Figura 1
La transmisión de fuerza y movimiento por el sistema de contacto directo puede realizarce mediante ruedas de fricción o por engranajes.
POR RUEDAS DE FRICCION
En un principio para transmitir la fuerza y el movimiento de rotación se utilizan ruedas o discos puestos en contacto por sus superficies ajustadas a gran
• • pres1on.
Este contacto se realiza por sus superficies periféricas cuando los ejes son paralelos o por la superficie periférica de una y la superficie frontal de la otra, cuando los ejes son perpendiculares, o por conos de fricción.
7
1
1
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1 . 1 • .
Figura 2 Flgura 3
POR ENGRANAJE.
Al transmitir la fuerza y el movimiento por ruedas de fricción es necesaria gran presión entre las ruedas conductoras y conducida, lo que origina pérdida de potencia por patinaje y desgaste en las ruedas.
Esto hizo necesario el desarrollo de un sistema más adecuado: Los engranajes o ruedas dentadas.
o
Flgura4
8
RUEDAS DENTADAS.
Una rueda dentada es un cuerpo generalmente cil índrico o cóni90 que transmite la rotación de sus ejes por medio de dientes tallados en sus superficies de contacto .
•
Figura 5
PARTES CONSTITUTIVAS DE LAS RUEDAS DENTADAS
CUBO -
F/gura6
- La CORONA o LLANTA es la parte circular del engranaje sobre la que se tallan los dientes.
EL CUBO o MANZANA es la parte donde se aloja el eje.
- Los BRAZOS son los elementos radiales que unen el cubo con la corona. En algunos casos es un disco llamado TABIQUE.
9
TIPO DE ENGRANAJES
Existen diversas clases de ruedas dentadas de acuerdo con sus características de construcción, las cuales están determinadas por el tipo de máquina donde estén montados los engranajes.
1. RUEDAS DENTADAS DE DIENTES RECTOS
- -/"' 1
I
I
\ I \ I
' ,; _,.
r • . _) - · ~ I
' '
Figura 7
Estas ruedas son utilizadas para transmisiones ~e movimiento rotativo entre ejes paralelos.
Son los indicados para mecanismos de r.p.m. medias y bajas. Para r.p.m. mayores producen ruido. Transmiten altas potencias.
2. RUEDAS DENTADAS CILINDRICAS DE DIENTES HELICOIDALES
En este tipo de ruedas los dientes están dispuestos en forma inclinada con relación a su eje de rotación.
10
•
\
E)ts l'lralt lm
Figura8
Estas ruedas se utilizan en mecanismos de altas rpm y son más silenciosas que las ruedas de dentado recto. Presentan la desventaja de producir fuerza axial. Los ejes de los engranajes formados por estas ruedas pueden ser paralelos (figura 8) o pueden cruzarse formando cualquier ángulo (figuras 9-1 O).
Conductora
Ejes a 90
Figura 9
Conductora
Figura 10
Ejes Formando
un Angulo
Cualquiera
3. RUEDAS DENTADAS CILINDRICAS DE DENTADO DOBLE HELICOIDAL
Figura 11
11
Se conocen también como ruedas con dientes en V. Sus dientes forman un ángulo en el vértice. Están constituidos por dos ruedas con dentado en sentido opuesto, que pueden ir separadas por una ranura en el. centro del ángulo para facilitar su construcción. Sus ejes siempre serán paralelos.
Con el empleo de esta clase de ruedas se elimina el empuje axial que desarrollan las ruedas helicoidales simples. Se utilizan para rpm altas y potencias mayores.
·4, RUEDAS DENTADAS CONICAS DE DIENTES RECTOS
Figura 14 Figura 13
Los engranajes formados por estas ruedas permiten la transmisión de movimientos entre ejes que se cortan, generalmente en ángulo recto. se utilizan para rpm medias y bajas, puesto que para velocidades mayores presentan ruidos en su funcionamiento.
12
5. ENGRANAJES CONICOS DE DENTADO EN ESPIRAL
Los dientes de este tipo de rueda van inclinados respecto a su eje de rotación. Los ejes pueden ir formando cualquier ángulo, generalmente de 90°, aunque muchas veces no son concurrentes los vértices de sus conos.
Figura 15
EJEMPLO DE EJES NO CONCURRENTES
• •
i::=i- . - !-=----. r--1-f...C~ _ _ l _ 1\--1 1 ............ 1-
Figura 16
Son utilizados para transmitir velocidades elevadas. Su funcionamiento es silencioso.
6. RUEDAS DENTADAS CONICAS HIPOIDES
Estas ruedas son parecidas a las anteriores, pero con una modificación en la inclinación del diente debido al procedimiento utilizado para su construcción.
Figura 17
13
Está constituída por un engranaje pequeño que se llama piñón y por otro de mayor diámetro que es la corona.
Se usa principalmente en la diferencial de los vehículos con el objeto de colocar el árbol de transmisión lo más bajo posible.
Como los engranajes cónicos en espiral, generalmente los vértices de sus conos no son concurrentes.
7. ENGRANAJES DE CORONA SIN-FIN
Los engranjes de sin-fin tienen una amplia aceptación para mecanismos de transmisión industriales por muchas ventajas como: Capacidad portadora de carga, disposición, compacticidad. Figura 18
Las transmisiones de engranajes sin-fin trabajan libres de vibraciones y producen una velocidad constante de salida.
Las numerosas y variables disposiciones de montaje con estos engranajes permiten una gran facilidad para el diseño que de otra manera sería difícil de obtener.
Solamente se puede transmitir, teniendo como conductor el tomillo, factor que favorece para que el sistema obre como freno y la carga no se regrese. Su mayor aplicación está en los reductores de velocidad.
8. ENGRANAJESINTERNOS
Los engranajes internos son más compactos que los engranajes externos de la misma relación.
Tienen mayor capacidad portadora de carga y giran con más suavidad. Figura 19
Los engranjes interiores emplean generalmente dientes rectos o dientes helicoidales. Se utilizan para obtener reducciones de velocidad obtenible sobre una distancia entre centros determinada.
Se utiliza para que el eje conductor gire en el mismo sentido del eje conducido.
14
9. ENGRANAJE DE PIÑON Y CREMALLERA
El engrane entre un piñón y una cremallera permite convertir un movimiento circular en movimiento rectilíneo, o viceversa.
Aplicaciones las tenemos en el movimiento longitudinal en el delantal de un torno, o el movimiento lineal en el husillo de un taladro.
La cremallera se puede considerar como una rueda dentada cilíndrica de diámetro infinito su dentado puede ser recto o helicoidal, siendo esta última para movimiento silencioso.
Cremallera de dentado helicoidal
Cremallera de dentado recto
15
1 '
ESTUDIO DE LA TAREA
EJERCICIO AUTOCONTROL No.1
Anote V o F si considera que la afirmación sea verdadera o falsa.
MONTAJE DE RUEDAS DENTADAS
1. ( ) Una rueda dentada es cuerpo generalmente cilíndrico o cónico que transmite el vaiven de sus ejes por medio de dientes.
2. ( ) El cubo o manzana es la parte donde se aloja el eje.
3. ( F ) El tabique de un engranaje es la superficie sobre la cual se tallan los dientes.
4. ( ) Las ruedas de dientes rectos se utilizan para transmitir rotación entre ejes paralelos.
5. ( ) Las ruedas cilíndricas de dientes helicoidales se utilizan en mecanismos de altas r.p.m.
6. ( ) Las ruedas con dentado doble helicoidal siempre se montan en ejes cruzados a 90º
7. ( ) Las ruedas dentadas cónicas con dientes en espiral, tienen la desventaja que su funcionamiento produce ruido.
8. ( ) Las transmisiones con sin-fin y corona. están libres de vibraciones y producen una velocidad constante.
9. ( 'J ) Los engranajes internos tienen menor capacidad portadora de carga y giran con más suavidad.
10. ( ) Cuando se requiere que el eje conductor y conducido giren en el mismo sentido, se utiliza una transmisión con engranajes internos.
Compare sus respuestas con las de la siguiente hoja
17
ESTUDIO DE LA TAREA
EJERCICIO AUTOCONTROL No.1 - RESPUESTAS
1. F
2. V
3. F
4. V
5. V
6. F
7. F
8. V
9. F
10. V
18
MONTAJE DE RUEDAS DENTADAS
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE No. 2
ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LAS RUEDAS DENTADAS
Flgura20
CALCULAR DIMENSIONES DE LAS RUEDAS DENTADAS
DE DIENTE RECTO
Para hacer los cálculos necesarios en el montaje y el ajuste de los engranajes, se requiere conocer en detalle las especificaciones técnicas de las ruedas dentadas.
Estas especificaciones técnicas se refieren a las dimensiones de los dientes y su disposición en la corona.
Flgura21
19
Circunferencia exterior o de cabeza (Ce)
Es la circunferencia que limita la cabeza de los dientes.
Circunferencia primitiva (Cp)
Es la circunferencia localizada entre el exterior y la interior viniendo a ser la circunferencia de contacto entre un par de ruedas engranadas.
Circunferencia Interior o base (Ci)
Es la que determina el pie o raíz de los dientes.
Diámetro exterior (De)
Es el diámetro de la circunferencia exterior
Diámetro primitivo (Dp)
Es el diámetro de la circunferencia primitiva.
Diámetro interior (Di)
Es el diámetro.de la circunferencia interior.
Altura de cabeza del diente (h 1)
Es la porción del diente comprendida entre la circunferencia primitiva y la exterior.
Altura de pie del diente (h 2)
Es la porción del diente comprendida entre la cincunferencia primitiva y la interior.
Altura total del diente (h t)
Es la suma de las dos porciones anteriores (Figura 22)
-..... -
h2
A ltu ra de Pie
20
,.__. h1
Al1ura de Cabeza
\ \
\ \
Figura 22
Espesor del diente (E)
Es la longitud del arco de la cincunferencia primitiva comprendida entre sus perfiles laterales.
.Paso (P)
Longitud entre los ejes de dos dientes consecutivos medida sobre la circunferencia primitiva.
Modulo (M)
Es un témino utilizado en el sistema métrico para calcular las dimensiones de un engranaje. Se da en mm. Es igual a la relación:
p M= -
1t
Juego de fondo (J)
Es el espacio comprendido entre la altura de pie de una rueda y la altura de cabeza de la otra que engrana.
Juego lateral (JL)
Es la diferencia que hay entre el espesor del diente y el hueco.
Número de dientes (Z)
Es el número total de los salientes de la periferia de la rueda.
21
•
- - ,,_.""' - -- --E
--· ::---- - - - _ _,, -
Figura 23
p
- - ---'"' ,.,.._ ---
1 --
I \ I
1 -·--- 1 - - \- 1-
-
--- ----
--'J. ---...~ --
2
1 JUEGO LATERAL (JL)
2 JUEGO DE FONDO IJI
Figura 25
• ........
CALCULO DE DIMENSIONES DE LAS RUEDAS DENTADAS DE DIENTES RECTOS
Para calcular las dimensiones de las ruedas dentadas se deben conocer las fórmulas necesarias al igual que su aplicación. Estos cálculos serán de gran utilidad para realizar correctamente los ajustes en los engranajes.
Las fórmulas para calcular las dimensiones generales de una rueda dentada están en función del módulo. Usted deberá tener en cuenta la nomenclatura estudiada anteriormente, para la mayor comprensión de las mismas.
FORMULAS
Altura total
del d iente (Htl Altura de
r--------cabeza del --_ i diente (hl)
.__~,...___, - "'i'--•
--- ' '
A ltura de pie ....___ del diente (h2)
Figura 26
SISTEMA MODULAR
h1 • 1 xM J • 0.16xM hi • 1.16xM Ht • 2.16xM
22
M= p Cp= Dp X1t Dp = ZxM -1t
También: Dp P= 1t X M Z=
Cp=PxZ M
p 3.14 x M Por consiguiente: E= - - Dp -2 2 M= DpX1t= p xz z
E= 1.57 X M • ZxP
Dp = 1t
h1 • M De= Dp + '(2 x M) por consiguiente De= M (Z + 2)
Di = Dp- (2.32 x M) por consiguiente Dp = Di + (2.32 x M)
De= Di+ (4.32 x M) por consiguiente
Figura 27
L =Es la distancia entre centros de los ejes
Dp1 + Dp2 M(Z1 + Z2)
L= 6 L=~~~ 2 2
Di= De- (4.32 x M)
.-L _ __._ _ _ ,
+-------+
Figura 28
Ya ha estudiado algunas fórmulas para los cálculos de las dimensiones generales de una rueda dentada diente recto. Ahora deberá realizar ejercicios para que usted pueda familiarizarse con ellos. Preste mucha atención.
EJEMPLO 1:
Usted deberá calcular las dimensiones de una rueda dentada diente recto que tiene 25 dientes y un módulo de 3.
23
Recuerde las fórmulas que ha estudiado anteriormente; tenga en cuenta los datos del ejercicio.
Ahora podemos empezar
,,,.,---"
/ ,
( z = 25
' ,
' J ~-__-/ ·
Figura 29
Hemos aprendido que la altura de cabeza del diente es igual al módulo:
Tiene el valor del módulo, por consiguiente:
La altura de pie del diente (h2) se hall::\ G~ multiplicar una constante (1.16) por el módulo.
h2 = 1.16 x 3 = 3.48 mm
Ahora, para hallar la altura total, t1::nemos que:
Ht = 2.16 X M Ht = 2.16 x 3 = 6.48 mm
Podemos verificar Ht sumado h1 + h2 = 3 + 3.48 = 6.48 mm
El juego entre dientes es igual a:
J =0.16x M Sustituya (M) por su valor numérico
J=0.16x3=0.48mm
Ahora continúe con el paso del engranaje (P)
1t X M P = 3.1 4 x 3 = 9.42 mm
24
•
E (espesor del diente)= 1.57 x M
E= 1.57 x 3 = 4.71 mm
Podemos hallar ahora con las fórmulas los diámetros del engranaje:
Dp= M xz Dp = 3 x 25 = 75 mm
De= Dp + 2.M De= 75 + (2x3); De= 75 + 6 = 81 mm
Di = Dp - 2.32.M Di = 75 - (2.32 X 3)
Di = 75 - 6.96 = 68.04 mm
En este ejemplo usted ha podido calcular las dimensiones de una rueda dentada de diente recto, teniendo en cuenta las fórmulas que ha estudiado y un proceso lógico.
A continuación podrá calcular las dimensiones se dos ruedas dentadas de diente recto, hágalo de la misma forma. Realice primero el de la rueda A y luego el de la B.
EJEMPL02:
Ahora deberá calcular las dimensiones de cada rueda. Tenemos que la rueda (A) tiene 30 dientes con un diámetro exterior de 128 mm y la rueda (B) tiene 75 dientes.
DATOS Rueda A
Z=30
De= 128mm
A 8
Flgura30
RuedaB
z.75
25
OBSERVACION:
Tenemos el valor del diámetro exterior y el número de los dientes de la rueda A; podemos despejar el módulo de la siguiente fórmula:
De= Dp + 2 M Dp= MxZ
De = M xZ+2M
De= M (Z + 2)
De
Z+2
128 128 M= - = 4mm
30+2 32
Ahora calculamos: Rueda B (Para que dos ruedas puedan engranar deben tener el mismo módulo).
Dp = M x Z
Dp = 4 x 75 = 300 mm.
Di = Dp - 2.32 x M
Di = 300 - (2.32 x 4) = 290,72 mm
De= Dp+2 x M
De= Dp + 2 x4
De= 300 + (2 x 4) = 308 mm
PARA AMBAS RUEDAS (A-8)
L= 210 mm
M=4mm
120 +300 420 --- = -
2 2 = 210
26
h1 = M
h2 = 1.16 X M
Ht = 2.16 X M
J = 0.16 X M
J = 0.16 X 4 = 0,64
J = 0.64 mm
P = 3.14 X M
P=3,14x4=12.56mm
E= 1.57 x M
E = 1.57 x 4 = 6,28 mm
RUEDA A
Dp= M xz
Op = 4 X 30 = 120
Di = Dp - 2.32 x M
h1 =4 mm
h2 = 1.16 x 4 = 4.64 mm
Ht = 2.16 x 4 = 8.64 mm
Di = 120 - (2.32x4)=110,72 mm
De= 128 mm
En todo tren de engrananje, el módulo es igual para todas las ruedas. Por consiguiente, el módulo de la rueda A es igual para B.
27
ESTUDIO DE LA TAREA
MONTAJE DE RUEDAS DENTADAS
EJERCICIO AUTOCONTROL No. 2
Coloque V o F según considere que la afirmación sea verdadera o falsa.
1. ( ) El paso entre dientes es la longitud entre los ejes de dos dientes consecutivos medida sobre la circunferencia primitiva.
2. ( ) El módulo en los engranajes se calcula por la fórmula M = ( 1t )
p
3. ( ) El número de dientes se puede calcular por la igualdadad Z = Dp M
M.P 4. ( ) El diámetro primitivo se averigua aplicando la fórmula Dp =
5. ( )
6. ( )
Otra forma para averiguar el diámetro primitivo si se conoce el diámetro interior Dp =Di + 2,32.Z
La distancia entre centros de los ejes se encuentra aplicando la fórmula
Dp1 + Dp2 L=
2
Compare sus respuestas con las de la siguiente hoja
29
1t
ESTUDIO DE LA TAREA
EJERCICIO AUTOCONTROL No. 2 • RESPUESTAS
1. V
2. F
3. V
4. F
5. F
6. V
30
MONTAJE DE RUEDAS DENTADAS
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE No.3
CALCULAR TREN DE ENGRANAJES
(SIMPLE Y COMPUESTO)
ESQUEMAS DE RELACIONES DE TRENES DE ENGRANAJES
Usted ya aprendió que existen diversos tipos de ruedas dentadas. En esta parte de la actividad, usted encontrará información sobre trenes de engranajes con la cual podrá prepararse para el montaje de los mismos.
PARES DE ENGRANAJES
La unidad básica en todo tren de engranajes es el par de ruedas dentadas.
A
1
1 1 1 ¡ 1 1 1 '
1 1
1
• 9 •
1 Flgura32
J
1
' 1
1
1
•
• 1 •
Figura 31
- Vis ta superior
Este par está constituído por A-8 y - 8-C, porque hay relación entre la pri
mera y la última rueda; la rueda central es intermedia .
31
~----
-- --
- --·- . ·- -
~--
·--. . ---
---. •
----
---. . • --
Figura 33
Rueda conductora (Motriz)
Es la rueda que inicia el movimiento.
Rueda Intermedia
Llamadas también parásitas. Son aquellas ruedas que en un tren de engranajes sirven para unir la rueda conductora con la conducida. Además, son útiles para cambiar el sentido de giro aumentando la distancia entre los centros de los ejes de las ruedas Ay C.
TRENES DE ENGRANAJES
Es una combinación de dos o más pares de ruedas dentadas, calculadas previamente para desarrollar una determinada relación de transmisión entre los ejes conectados mediante los engranajes .
32
En todo tren de engranajes se distinguen por su función las siguientes ruedas:
CONDUCTORA (A)
CONDUCIDA (C)
Figura 34
INTERMEDIA (8)
Rueda conducida
Es la rueda que en un tren de engranajes recibe movimiento de la conductora, ya directamente o a través de las ruedas intermedias.
CLASES DE TRENES DE ENGRANAJES
TREN SENCILLO 1 ' 1 • 1
' • .
CONDUCTORA
Flgura35
Se caracteriza porque en cada uno de sus ejes sólo hay una rueda dentada engranada. Su máxima relación de velocidad permisible es de 1 a 6.
TREN COMPUESTO
Es un tren en el cual en uno o varios de sus ejes hay más de una rueda dentada, y con ello se obtienen grandes relaciones de transmisión. (Fig. 36)
• 1 • ' • •
1 1
'
INTERMEDIA
B
1
' ' . ' 1 • 1 ' 1
' 1
' 1 '
CONDUCIDA
E
Flgura36
La rueda A es un engranaje conductor . La rueda B es conducida. Transmite movimiento al eje (P}, éste le transmite movimiento a la rueda C, siendo ésta conductora. Esta transmite movimiento a la rueda d, conducida y ésta al árbol o eje (N), que a su vez transmite movimiento a la (E}.
33
CALCULOS DE LAS RELACIONES DE TRANSMISION EN LOS ENGRANAJES
Para conocer la relación entre dos ruedas en una transmisión de fuerzas determinadas, usted necesita calcular las relaciones de transmisión que existen entre la rueda conductora (A) y la rueda conducida (B) en estos trenes de engranaje.
A
-_ '--_,-4--'B \_y C RUEDA -
CONDUCIDA
Flgura37
Al finalizar el estudio de esta parte de la actividad, usted estará en capacidad de realizar los cálculos de las relaciones de transmisión en un tren de engranajes, de lo cual dependerá la producción de las máquinas en donde se encuentren montados.
Para calcular las relaciones de transmisión, usted tiene que tener en cuenta que: En un par de ruedas dentadas, la velocidad tangencial siempre será igual por el efecto del engranaje, aunque las revoluciones (por minuto) son diferentes.
De esta manera, en todo tren de engranajes encontramos la siguiente igualdad:
(Ver figura 38)
34
.
1 A -- ·
1 '
Representación simbólica de unas ruedas dentadas
Figura 38
'•
z1 = Al número de dientes de la rueda conductora.
z2 = Al número de dientes de la rueda conducida.
n1 = Revoluciones por minuto de la rueda conductora.
n2 = Revoluciones por minuto de la rueda conducida.
El producto del número de dientes del engranaje conductor A por las revoluciones por minuto del mismo, es igual al producto del número de dientes por revoluciones por minuto del engranaje conducido B.
• Velocidad tangencial: Es el desplazamiento de un punto dado a través de una trayectoria circular en una unidad de tiempo.
La relación de velocidad para estas 2 ruedas es:
Z 1 • n 1 = ~ • n2
Despejando usted tiene las fórmulas para los diferentes cálculos:
z2 • n2 z2 • n2 z1 • n1 Z1 - ; íl1= ; Z2 =
n1
EJEMPLO 1 :
Una rueda conductora (A) con 18 dientes gira a 900 rpm. Engrana en la rueda conducida (B) con 54 dientes. A cuántas rpm girará la rueda B.
z • n1 18. 900 n2= -- = --- = 300 rpm.
La rueda conducida B gira a 300 rpm
z1 • n1
Flgura39
35
EJEMPL02:
A cuántas revoluciones girará la rueda C si la rueda conducida A tiene 30 dientes y gira a 1.200 rpm. La rueda B tiene 15 dientes y la C tiene 90.
Se debe tener en cuenta que la rueda B cumple función de conductora y conducida; por lo tanto, la relación se hará con la primera y la última rueda, y así se puede eliminar la B dando igual resultado. Podemos demostrarlo:
Relación ruedas A - B n1 Z1 • r1¡ Z¡
1.200 . 30 - n¡ . 15
Relación ruedas e -e r1¡ Z¡ • "2 . Z2
2.400 . 15 = n2. Z2
2.400 . 15 = n2 . 90
A e
z.:15 1
Con 3 Ru.i~a•
Figura 40
1.200 . 30 n¡ =
15
2.400. 15
90
Sin tener en cuenta la rueda intermedia tenemos la relación de ruedas A -C:
1.200. 30 = n2 . 90
1.200 . 30 --
9-0
- = 400 rpm
e
z =90 z
= 2.400 rpm
- 400 rpm
TREN COMPUESTO RELACION DE TRANSMISION Relación 1 - 2
• "2 Z1
36 •
Relación 2 - 3
No se puede plantear por no estar engranando.
Relación 3 - 4
= --
Como n3 = n2 por estar en el mismo eje, tenemos:
n,. Figura 41 --
Para un tren compuesto de 6 engranajes la relación de transmisión 1 - 6 es:
ns n1
--
EJEMPL03:
n1 • Z1 • Za • Zs ne=-----z2 • Z.. · Ze
Usted debe calcular la relación que existe entre el piñon A y el O, si el primero tiene 15 dientes y gira a 1.200 rpm., el segundo tiene 60 dientes, el tercero 20 y el cuarto 50 (figura 42).
37
Usted ya conoce la fórmula para resolver el problema, pero necesita identificar cuáles son las ruedas conductoras y cuáles son las conducidas. Las puede identificar por medio de 4 pasos:
1. Siga la transmisión del movimiento
2. Enumere las ruedas según la forma del engranaje.
3. Los números impares: son las ruedas conductoras.
1
4. Los números pares: son las ruedas conducidas.
J, ----+.p 1 1
Por lo tanto:
A y C son impares, luego son ruedas conductoras
B y D son pares, serán entonces ruedas conducidas
o 141 e 131
Al1 l 1 8 (2) 1 l 1 1 1 1
1 1
1 1 1 , ..
I 1 '
1 ' •"' ... 1 , , -- -~'.,-r-- ~..., -
...... .._I, I
1
1
Flgura42
Esta identificación de las ruedas le permitirá manejar correctamente los datos en la fórmula:
20 3 n1 X Z1 X Z3 1200 X 15 X 20
--Z2 X Z4 60 X 60
= 120 rpm (rueda D)
Para hallar la relación de transmisión usted debe utilizar la relación entre la conductora y la conducida.
- = 1.200
120
10 - -- 1
Por consiguiente, por cada 1 O vueltas de la rueda A, la D da 1 (Que es la relación que se quería determinar.)
EJERCICIOS
A. Determinar el número de dientes de un engranaje conducido que debe girar a 400 rpm, si es impulsado por un conductor de 20 dientes que gira a 1.000 rpm. (ver figura 43).
B. Hallar la relación de transmisión de una rueda conductora de 20 dientes que gira a 900 rpm. Esta engrana con una conducida de 50 dientes
38
C. Se quiere saber las rpm del piñón conducido (6), conociendo la disposición del tren compuesto que muestra la Figura 43 y los siguientes datos:
• z, . 80
- - é -1-
6
Flgura43
El piñón conducido (6) tiene 60 dientes.
La rueda intermediaria (2) tiene 40 dientes.
La (3) = 60, la (4) = 90 y la (5) = 120
D. Determinar el número de dientes del piñón (6) para que gire a 1.600 rpm en el tren de engranaje que muestra esta Figura 44.
39
La rueda conductora (1) tiene 80 dientes y gira a 200 rpm.
El piñón conducido (6) tiene 60 dientes.
La rueda intermedia (2) tiene 40 dientes.
La rueda conductora (1) tiene 80 dientes y gira a 200 rpm
z = 7 ~--60--t-· -N t~oo
Figura 44
ESTUDIO DE LA TAREA
EJERCICIO AUTOCONTROL No. 3
1. El tren sencillo se caracteriza porque:
A. En cada eje hay una sola rueda. B. En cada eje hay dos ruedas. C. En cada eje se monta una conductora. D. En cada eje hay más de dos ruedas.
2. Un tren de engranaje compuesto se distingue por :
A. En cada eje hay una sola rueda B. En cada eje hay una rueda intermedia C. En cada eje se puede montar más de una rueda D. Por cada eje se montan mínimo tres ruedas
3. Complete la siguiente igualdad para dos ruedas
n1 X- : -- X
MONTAJE DE RUEDAS DENTADAS
4. Para calcular las rpm de la conducida utilizo la fórmula n2 = z1 x
5. En un tren compuesto para averiguar el número de dientes de la rueda conducida hago uso de la fórmula:
Compare las respuestas con las de la siguiente hoja
41
ESTUDIO DE LA TAREA
EJERCICIO AUTOCONTROL No. 3 - RESPUESTAS
1. A
2. e
3. nI.zI.=z2 n2
4. z¡ . n¡
"2 = z2
5. n 1 . 21 . 3 I
42
MONTAJE DE RUEDAS DENTADAS
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE No. 4
MONTAJE DE ENGRANAJES
PROCESO DE EJECUCION
Operación No. 1 SELECCIONE LOS ENGRANAJES
PASO 1:
Seleccione los engranajes según el número de dientes y de acuerdo con la relación de transmisión que se quiera obtener.
PASO 2:
Determine cuáles son los piñones conductores y cuáles los conducidos para
EXPLICAR PROCEDIMIENTO
DE MONTAR RUEDAS DENTADAS
los ejes primarios, intermedio y secun- Figura 45 dario. Operación No.2 MONTE LOS SOPORTES DE BRIDA CON RODAMIENTOS
Ubique los sitios de montajes de los soportes de brida.
1 ~
--'!: - NIVELACION 1t-.
" AllNEACION y ,, . 1 - . ·- · --- ->-
1 '{~ .... ~ ~
~ ~
rrn ~
Flgurs46
43
A. Monte los soportes en el mecanismo reductor. B. Compruebe la nivelación y alineación de los soportes de brida por
parejas. Utilice un hilo o una regla rígida. C. Ajuste los tornillos de anclaje de los soportes con igual tensión.
Operación No. 3 MONTE LOS ENGRANAJES
PASO 1:
Montaje del eje secundario
A. Coloque el engranaje conducido del eje secundario en el reductor.
•
Flgura47
B. Monte el eje en los rodamientos de los soportes de brida. C. Compruebe la posición del engranaje y coloque la chaveta.
. mecanismo
D. Asegure el engranaje con su tornillo prisionero o con los espaciadores.
PASO 2: Montaje de los ejes intermedios y primario
A. Coloque los engranajes en el mecanismo reductor. B. Repita el paso 1 (partes 8-C-D) del procedimiento anterior realizado pa
ra el montaje del eje secundario.
44
Operación No. 4 FIJE LOS RODAMIENTOS
PASO 1:
Coloque los anillos de fijación en el aro interior del rodamiento.
A. Coloque los ani llos excéntricos. Gírelo hasta que el rodamiento quede fijo en su eje.
B. Coloque el tornillo prisionero y asegúrelo.
Repita la operación con los otros rodamientos.
AJUSTE DE ENGRANAJES
Métodos de ajuste
Metodo 1 : Preparación de los engranajes y base para el montaje del comparador.
. . • • • •
. .
Figura 48 Flgura49
A. Limpie los engranajes
B. Fije el comparador de carátula sobre el soporte del mecanismo reductor.
C. Colocar el palpador del comparador sobre la cara de un diente del en-.
granaie.
45
D. Verificar que el eje del palpador quede perpendicular a la cara del diente.
E. Gire la esfera del cuadrante hasta hacer coincidir la aguja con el cero.
F. Compruebe el juego de los engranajes girando la rueda en observación, hasta donde sea posible sin mover la correspondiente engranada.
PASO 2:
Controle el juego parásito de los engranajes
Para engranajes de modulo
0,8 a2 2 a 2,5 2,5 a 3
3,5 4 5 6 8
10 12 16 25
Juego en mm
O,OSa0,10 0,07a0,12 0,09a0,13 0,10a0,17 0,12 a 0,20 0,15 a 0,22 0,17 a 0,28 0,22 a 0,35 0,28 a 0,40 0,35 a 0,50 0,45 a 0,68 0,63 a 1,02
Consulte la siguiente tabla para determinar el juego correctamente o, efectúe el cálculo correspondiente: J = 0, 16 M
A. Desmonte luego el comparador y verifique la tensión de los tornillos de fijación de los ejes.
B. Si el juego es menor del indicado, el piñón engrana demasiado. Para corregirlo, separe los ejes de las ruedas dentadas.
C. Si el juego es mayor del indicado, las ruedas dentadas están muy retiradas. Para corregirlo, acerque los ejes de los engranajes.
D. Compruebe nuevamente el juego parásito, hasta obtener el correcto
46
Figura 51 Figura 50
Metodo 2: Ajuste por verificación del patrón contacto entre los dientes de los • engranaies
Determinar el patrón contacto.
PASO 1:
Limpie los dientes de los engranajes
PASO 2:
Aplique el colorante con una brocha a una de las ruedas engranadas.
Figura 52
PASO 3: Gire manualmente los engranajes
PASO 4: Verifique contactos entre los dientes de los engranajes por las marcas del colorante dejadas en los flancos de los dientes de la rueda no coloreada.
47
MARCAS SOBRE LOS DIENTES
Este contacto es el recomendable para obtener un engranaje silencioso y de larga duración. (Fig. 53)
Contacto de punta
Figura 54
Esta marca indica que las ruedas ajustan demasiado (poco juego fig. 56).
Contacto correcto
Figura 53
Estas marcas indican que los ejes de las ruedas no se encuentran paralelos. Corrija la posición de los ejes (fig. 54-55)
Esta marca indica que las ruedas se encuentran demasiado retiradas (mucho juego. fig.57)
Figura SS
Contacto de talon
Figura 56
Contacto de flanco
Figura 57
Contacto de cara
Para corregirlos retire o acerque los piñones hasta obtener el juego correcto
48
F/gura 58
Metodo 3: Ajuste utilizando la tira de papel
Consiste en hacer pasar a través del engranaje, una tira de papel de un ancho ligeramente mayor que el de las ruedas.
Tenga en cuenta que el juego entre dientes varía según el módulo de las ruedas, lo cual hace indispensable una tira de papel de un espesor que corresponda en proporción al módulo.
(111111111111 Flgura 59
Las manchas son parejas
INDICACIONES
El papel se arruga pero no se rompe.
Si el engranaje se encuentra demasiado ajustado el papel se trueza; si no están paralelos se nota una mancha de aceite en un extremo del diente.
49
ESTUDIO DE LA TAREA
EJERCICIO AUTOCONTROL No.4
MONTAJE DE RUEDAS DENTADAS
En las siguientes afirmaciones anote V o F según considere que ésta sea verdadera o falsa:
1. Para seleccionar las ruedas dentadas se tiene en cuenta la relación de transmisión que se desea transmitir. __ _
2. La verificación de el alineamiento y nivelación de los soportes de brida se hace por parejas. __
3. Las ruedas intermedias de un tren de engranajes no requiere colocarle chaveta.--
4. El juego de los engranajes depende de el número de dientes de los piño-nes que engranan. __ _
5. Verificando el contacto entre los dientes observamos que la línea marcada se encuentra sobre el pie de los dientes • lo que nos indica que las ruedas están demasiado separadas.
6. En el método de verificar el ajuste entre los dientes con una tira de papel es práctico hacerlo con el papel más delgado que haya.
Compare sus respuestas con las de la siguiente hoja.
51
ESTUDIO DE LA TAREA
EJERCICIO AUTOCONTROL N.4 -RESPUESTAS
1. V
2. V
3. F
4. F
5. F
6. F
52
MONTAJE DE RUEDAS DENTADAS
TALLER
OBJETIVO TERMINAL
MONTAJE DE RUEDAS DENTADAS
Dados una ruta de trabajo aprobada por el Instructor, una relación de velocidad dada, un juego de engranajes, ejes, rodamientos tipo f y y un bastidor, usted deberá efectuar el montaje de una relación de engranajes.
Se considera logrado el objetivo si :
1. La relación de velocidad entre el eje de entrada y salida es la deseada.
2. El contacto entre los dientes es parejo.
3. El ajuste entre los dientes está de acuerdo a la norma.
4. Se observan las normas de seguridad.
53
/'
RUTA DE TRABAJO MODULO OCUPACIONAL
MODULO INSTRUCCIONAL
ALUMNO FECHA
TIEMPO PREVISTO TIEMPO REAL ,/
RUTA DE TRABAJO ALUMNO
Seguridad e Higiene Ocupacional
Los programas de salud ocupacional abarcan todo lo relativo a la salud de los trabajadores alumnos y su relación con el medio.
Se afirma que los objetivos básicos de todo buen programa de salud ocupacional deben:
- Proteger a los trabajadores alumnos de los peligros para la salud del medio ocupacional.
.. 1
- Facilitar el proceso de colocación y garantizar la idoneidad de cada trabajador alumno de conformidad con sus condiciones físicas y mentales y con su estructura emocional para una determinada labor que aquél pueda desempeñar con un aceptable grado de eficiencia y sin poner en peligro la salud y seguridad propias. así como las de sus compañeros.
- Alentar la tabor de preservación de la salud individual.
·- -~
El logro de tales objetivos beneficia a todos y cada uno de los trabajadores alumnos por iguaJ·a elevar el nivel de la salud, la moral y la eficiencia.
Para que un trabajador alumno pueda realizar su trabajo de modo seguro y eficiente, debe gozar de buena salud. No es raro que disminuya su rendimiento personal y se vea abocado a un mayor riesgo de accidentarse por causa de alguna enfermedad extraocupacional, agravada eventualmente.
La aplicación de los principios de salud ocupacional contribuye a garantizar la asignación de los trabajadores alumnos a aquellos puestos que resulten más adecuados a sus facultades físicas y mentales y a su contexto emocional.
- - - -
l
Por lo tanto. todo trabajador alumno tiene la responsabilidad de contribuir para que todo programa de higiene industrial tenga éxito y en consecuencia deberá:
- Notificar inmediatamente al instructor respectivo cuando ciertas condiciones o costumbres puedan causar una lesión personal o un daño a la máquina. el equipo, el dispositivo o la herramienta.
- Observar todas las reglas de seguridad y emplear al máximo todos los equipos de protección personal que se le indique, como también seguir todos los métodos y procedimientos que se han establecido para la conservación de la salud y la seguridad.
PROTECCION / J PERSONAL :/
IND15Pf fJ5AeLE EN LA
INDUSTRIA .. ·
(\
Informar lo más pronto posible a su instructor sobre cualquier exposición accidental, es decir, alguna causa que trate de ocasionar un accidente a las personas o daños a la maquinaria.
- Desarrollar costumbres y buenos hábitos dé higiene personal y de orden y limpieza.
