Diseño De Un Tren De Engranes Compuesto

Diseño de un tren de engranes compuesto

Objetivo:

General:

Conocer el funcionamiento de un tren de engranes compuesto, así mismo observar su comportamiento y la forma en que se debe diseñar un mecanismo de esta naturaleza.

Específico:

Diseñar una transmisión mediante tren de engranes invertido compuesto.

La relación de velocidades que debe proporcionar es 15:1. Suponiendo engranes de dientes rectos y como máximo 20 dientes para el engrane que soporta el eje A de entrada. El par de torsión de salida deber ser de 5 N-m.

Resumen:

Los trenes de engranes compuestos tienen gran uso en cajas de velocidades, debido a su característica innata de ser compactos y aun así garantizar un gran desempeño, consiste en un juego de 4 engranes, de los cuales, a pares son concéntricos, lo cual permite que sobre el mismo eje en el que se imprime el par inicial, se tenga el par de salida.

Introducción:

Tren de engranes

Mecanismo formado por varios pares de engranajes acoplados de tal forma que el elemento conducido de uno de ellos es el conductor del siguiente. Suele denominarse como la cadena cinemática formada por varias ruedas que giran sin deslizar entre si. Generalmente se recurre a ellos porque no es posible establecer una determinada relación de transmisión entre dos ejes mediante un solo par de ruedas dentadas; o también porque se desea obtener un mecanismo con relación de transmisión variable, lo que tampoco es posible con un solo par de ruedas.

Trenes de Engranes Simples

En un tren de engranajes ordinario, las ruedas extremas del tren giran sobre los dos ejes entre los que ha de establecerse la relación de transmisión deseada. En este, todos los ejes de las ruedas que lo componen (tanto extremas como intermedias) se apoyan sobre un mismo soporte fijo. En este tipo de tren de engranes la relación de transmisión sólo depende de las características geométricas del engrane de entrada y de salida.

Los engranes intermedios pueden tener como objeto invertir el sentido de giro del engrane de salida o modificar las distancia entre los ejes. Los engranes intermedios son denominados engranes “Locos”, ya que su presencia no incide en la relación de transmisión del tren de engranes sencillo. Una limitante de los trenes de engranes sencillos son las relaciones máximas que se pueden alcanzar. Ya que la relación de transmisión sólo depende de los diámetros del primer y último engrane, su magnitud está limitada por parámetros geométricos.

Un criterio de diseño utilizado es que la relación de diámetros entre los engranes no debe ser mayor de 10; por lo que la relación de transmisión máxima recomendada en los trenes simples es de 10, exceptuando el caso de los engranes sin fin en donde la relación de transmisión puede ser mayor de 100.

Y tiene la relación:

m_v=N_1/N_2 N_2/N_3 N_3/N_4 =-N_1/N_4

Tren de engranes compuesto

Se forma cuando un eje tiene montados más de un engrane no importando la distancia entre estos. Se utiliza para transmitir altas potencias en distancias considerables como en los sistemas de transmisión de los automóviles o en las propelas de los submarinos y barcos. Por lo general el tren se relaciona con otras flechas que pueden ser paralelas o perpendiculares entre sí, pero no tiene movimiento y con ello la posibilidad de poder tener relaciones de transmisión cambiantes.

De este modo, se puede obtener la razón de velocidad (m_v) como:

m_v=N_2/N_3 N_4/N_5

Trenes de Engranes Invertidos / Revertidos

Los trenes de engrane invertidos o en reversión son aquellos donde el primer y el último engrane se encuentran alineados. Los trenes invertidos son de uso amplio en cajas reductoras y su configuración implica la coincidencia en el sentido de giro de los ejes de entrada y salida. Este tipo de tren de engranes se utiliza generalmente para transmisiones manuales de automóviles.

Ya que las fechas de entrada y salida son coloniales, la distancia entre flechas en ambas relaciones debe ser la misma. Esta restricción puede ser expresada en términos de los radios de paso como:

r_p1+r_p2=r_p3+r_p4

O en términos de sus diámetros de paso como:

d_p1+d_p2=d_p3+d_p4

Si el paso diametral es el mismo para todos los engranes la expresión anterior puede escribirse como:

N_1+N_2=N_3+N_4

Esta última ecuación es una restricción adicional que debe de tomarse en cuenta en el diseño del tren.

Diseño propuesto:

Se desconocen

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