Foros de SóloIngeniería

- 14 Sep 2009, 11:23 #183298

Expongo un diseño paso a paso de un engranaje siguiendo el método de Lafont simplificado. He realizado algunas hipótesis por mi cuenta, a través de un pequeño programa llamado AutoEng. Lo adjunto en un documento .pdf.

Quisiera mayormente:

1) Saber si este planteamiento de diseño inicial es el que se hace a nivel profesional o solo es para estudiantes.

2) Conocer cualitativamente si el desarrollo de cálculo es el correcto, pues entiendo que nadie va a realizar los cálculos a mano con las gráficas de Lafont. Es para ver si el proceso de cálculo es así.

3) Saber si esto se hace así o no y si es que no, saber el proceso paso a paso para tomar nota.

Muchas gracias, especialmente a JCas, que en esto es un maestro.

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Al principio te dijeron: F = m · a; luego llegaste a F = dp /dt. ¿Y qué es ésa F? Algo que se modifica con el tiempo.
"Fui pobre, mi nombre no importa, pero llegué a ser el príncipe de las matemáticas". Gauss.

- 14 Sep 2009, 22:16 #183476

Bueno, está compuesto por situaciones bastante habituales. Cuando tenga tiempo me pongo con ello y te comento.

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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"

- 15 Sep 2009, 06:30 #183496

Bueno, está compuesto por situaciones bastante habituales. Cuando tenga tiempo me pongo con ello y te comento.

No tengo tiempo yo de poner eso mismo en el problema de la reductora del enlace que comentamos, pero he preparado los gifs animados. Voy a intentar hacer unos que pesen menos, fraccionados y veremos si aparecen en pantalla.

Lo que quiero con esto es aprender definitivamente cómo se hace un engranaje no a nivel académico y tenerlo en cuenta por mi propio interés intelectual y aparte que todos los del foro interesados aprendamos entre todos. Lo bueno de la reductora del otro hilo es que, si te das cuenta, no dan todas las hipótesis y a lo mejor con un superprograma de cálculo, se lía uno mucho (en concreto la persona que solicitó la ayuda en ese otro hilo). Modestia aparte, AutoEng, entiendo, hace diseño y cálculo de engranajes de manera sencilla. Mi duda es si esto vale a efectos prácticos.
Gracias, JCas.

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Al principio te dijeron: F = m · a; luego llegaste a F = dp /dt. ¿Y qué es ésa F? Algo que se modifica con el tiempo.
"Fui pobre, mi nombre no importa, pero llegué a ser el príncipe de las matemáticas". Gauss.

- 15 Sep 2009, 07:42 #183502

Desde mi punto de vista, el problema de estos cálculos es el que comento siempre. No se tiene en cuenta la holgura. Los engranajes así no funcionan. ¿Cómo se hace en la vida real? Pues cada uno tendrá su método. Yo tengo mi propio sistema de cálculo, con sus cosillas y trucos, y otros tendrán el suyo. Si te pongo una respuesta, obviamente, me callaré esas cosillas y muchas otras, y te daré un resultado más académico, aunque alguna cosilla podré poner. Lo siento, pero lo que pides es demasiado. No creo que un foro sea el lugar más indicado para contar a los cuatro vientos los secretos del cálculo que utilizo en la empresa pues, al fin y al cabo, son nuestro know-how.

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"Arte sin ingeniería es soñar, ingeniería sin arte es calcular"
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"Esto es teóricamente posible pero prácticamente improbable" Mecagüenlá dixit
"En teoría no hay diferencia entre teoría y práctica. En la práctica, sí"

- 15 Sep 2009, 08:31 #183519

Desde mi punto de vista, el problema de estos cálculos es el que comento siempre. No se tiene en cuenta la holgura. Los engranajes así no funcionan. ¿Cómo se hace en la vida real? Pues cada uno tendrá su método. Yo tengo mi propio sistema de cálculo, con sus cosillas y trucos, y otros tendrán el suyo. Si te pongo una respuesta, obviamente, me callaré esas cosillas y muchas otras, y te daré un resultado más académico, aunque alguna cosilla podré poner. Lo siento, pero lo que pides es demasiado. No creo que un foro sea el lugar más indicado para contar a los cuatro vientos los secretos del cálculo que utilizo en la empresa pues, al fin y al cabo, son nuestro know-how.

Je, je, je
Halamos de engranajes, hasta que hablamos en serio, que no se puede hablar.

Siento haberte metido en un compromiso. Solo quería saber hasta qué punto lo enseñado en clase vale para algo.

P.D.: ¿Lafont también sabe más del tema y no lo pone por el know-how y por eso es solamente "académico"?

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Al principio te dijeron: F = m · a; luego llegaste a F = dp /dt. ¿Y qué es ésa F? Algo que se modifica con el tiempo.
"Fui pobre, mi nombre no importa, pero llegué a ser el príncipe de las matemáticas". Gauss.

- 15 Sep 2009, 09:27 #183533

P.D.: ¿Lafont también sabe más del tema y no lo pone por el know-how y por eso es solamente "académico"?

No lo pondrá porque sino no sería un libro didáctico, sino una enciclopedia infumable. De todas formas, el libro es más que suficiente para enfrentarte con el mundo real. Con un par de cosillas (por ejemplo, separar un poco los ejes después del cálculo), salen maravillas.

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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"

- 15 Sep 2009, 10:39 #183561

P.D.: ¿Lafont también sabe más del tema y no lo pone por el know-how y por eso es solamente "académico"?

No lo pondrá porque sino no sería un libro didáctico, sino una enciclopedia infumable. De todas formas, el libro es más que suficiente para enfrentarte con el mundo real. Con un par de cosillas (por ejemplo, separar un poco los ejes después del cálculo), salen maravillas.

Pues dame tu opinión sobre este problema y sobre el funcionamiento de AutoEng, pues si realmente calcula podría hacer un programa informático "porfesional" para PC y no el AutoEng que tira con un procesador a 12 Mhz y menos de 1 Mbyte de memoria para la calculadora Texas. Tengo ideas para ello, pero no sé si solo están basadas en lo meramente académico...

Una vez terminado, ya hablaríamos de precios y demás por el know-how. Es broma

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Al principio te dijeron: F = m · a; luego llegaste a F = dp /dt. ¿Y qué es ésa F? Algo que se modifica con el tiempo.
"Fui pobre, mi nombre no importa, pero llegué a ser el príncipe de las matemáticas". Gauss.

- 15 Sep 2009, 14:25 #183683

Una vez terminado, ya hablaríamos de precios y demás por el know-how. Es broma

Aunque no lo fuera, yo cobro una parte importante por adelantado .

No sé, no he tenido tiempo de echarle un ojo. Ando últimamente un pelín liado.

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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"

- 16 Sep 2009, 21:35 #183965

Empiezo a resolver el problema en cuestión:

El primer paso tiene:

Z11 = 18

Z12 = 30

Velocidad en la entrada: 2000rpm

Potencia en la entrada: 175 kW


Desplazamientos según Henriot.

2º Paso:

Z21 = 14

x21 = 0

Ángulo de presión de tallado para ambas etapas: 20º
Entrada: motor de combustión interna de 2 cilindros
Salida: Bomba de presión
Material F1516

Nótese que la intepretación cambia completamente con respecto a la de JMGV, que considera el piñón de 14 dientes en la primera etapa, claramente indicado que está en la segunda.

De la primera etapa no nos dice nada de desplazamientos excepto que se equilibran por Henriot. Por tanto, la hipótesis en la resolución del compañero es incorrecta.

Se pueden obtener de la tabla que decía el JMGV. Por cálculo a mi me sale 0.29 para el piñón y -.0305 para la rueda.

Con estos datos obtenemos una distancia entre ejes de 242.5 mm (recordemos siempre que estoy calculando sin holguras).

Segunda hipótesis incorrecta de JMGV es que el número de dientes de la segunda etapa será mayor que el de la primera. En cajas reductoras, lo que tiene más grande la segunda etapa es el módulo. Suponemos, por tanto, un módulo de 12 para el piñón y 14 dientes con desplazamiento 0 (dato inicial). Conocemos la distancia entre ejes (242.5mm). Lo lógico en este caso sería probar con módulos pequeños e ir aumentando hasta conseguir lo que buscamos, pues así conseguiremos mayores desarrollos. Otra opción sería considerar que ambas etapas reducen aproximadamente lo mismo. No es lo mejor según Niemann pero es usual. Una tercera, bastante más lógica, sería equilibrar ambas etapas en resistencia. Bueno, opciones hay muchas pero soluciones no tantas. Veamos un poco más:

Con módulo 12, podemos tener 25, 26 ó 27 dientes en la rueda de salida dependiendo del desplazamiento que tengamos en la rueda. Según lo veo yo, este engranaje es poco menos que una locura hagamos lo que hagamos. El desplazamiento nulo en el piñón es una barbaridad. Siempre o casi siempre tendremos penetración. Estando con 14 dientes, mejor ni hablar del tema. El problema de la penetración es que deja poca zona útil de engrane de verdad y que para trabajar sin fastidiarla del todo conviene aumentar la holgura, lo que nos hará buscar dientes mucho más resistentes. La única forma de hacerlo es buscando la forma más cuadrada posible, por lo cual lo lógico es irse a desplazamientos altos.

Última edición por JCas el 18 Sep 2009, 14:17, editado 1 vez en total

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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"

- 17 Sep 2009, 10:59 #184066

Voy a estudiar todas las posibilidades para cada módulo y empezamos a descartar. Pongo emoticonos donde proceda:

Módulo 12:

- 25 dientes: i=1,786; x22(desplazamiento de la rueda)=0.7951; Deslizamientos específicos máximos en piñón ; rueda : 11.209; 1.049

- 26 dientes: i=1,857; x22(desplazamiento de la rueda)=0.2162; Deslizamientos específicos máximos en piñón ; rueda : 24.053; 1.942

- 27 dientes: i=1.929; x22(desplazamiento de la rueda)=-0.2751 ; Deslizamientos específicos máximos en piñón ; rueda : -11.136; 4.654

Módulo 16:

- 15 dientes: i=1,071 ; x22(desplazamiento de la rueda)=0.7541; Deslizamientos específicos máximos en piñón ; rueda : 7.744; 1.341

- 16 dientes: i=1,143 ; x22(desplazamiento de la rueda)=0.1622; Deslizamientos específicos máximos en piñón ; rueda : 12.760; 4.115

- 17 dientes: i=1.214; x22(desplazamiento de la rueda)=-0.3.124 ; Deslizamientos específicos máximos en piñón ; rueda : -11.710; 16.270

Obviamente, no tiene sentido hablar de módulos mayores (normalizados).

Paso a analizar un poquillo:

Deslizamientos negativos: Ni en broma. Eliminamos módulo 12 y 27 dientes en la rueda y módulo 16 y 17 dientes en la rueda.

Relación de 1.074 . Para eso no hacemos un paso más. Descartamos módulo 16 y 16 dientes en la rueda.

Relación de 1.143: Tres cuartos de lo mismo. A menos que tengamos un problema de resistencia, meterse en esto es ridículo.

Nos quedan dos opciones, ambas con módulo 12:

- 25 dientes:
i=1,786;
x22=0.7951;
Desliz espec máx piñón ; rueda : 11.209; 1.049

- 26 dientes:
i=1,857;
x22=0.2162;
Desliz espec máx piñón ; rueda : 24.053; 1.942

Así, a priori:

- En el caso de 25 dientes tenemos un diente muy cuadrado. Muchísimo. El desplazamiento de la rueda está casi al límite de lo recomendado. Viene muy bien en cuestión de resistencia, pero hay que afinar más al montar. Los deslizamientos no son ninguna maravilla.

- En el caso de 26 dientes: En este caso, el desplazamiento, para mi gusto (aquí cada uno tiene su estilo) es demasiado bajo. Se le puede sacar más resistencia subiéndolo un poco. Es más permisivo. Da un pelín más de reducción.

Como no se me indica nada en el problema, cojo el caso de los 25 dientes.

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"Arte sin ingeniería es soñar, ingeniería sin arte es calcular"
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"Esto es teóricamente posible pero prácticamente improbable" Mecagüenlá dixit
"En teoría no hay diferencia entre teoría y práctica. En la práctica, sí"

- 17 Sep 2009, 11:25 #184085

Como no se me indica nada en el problema, cojo el caso de los 25 dientes.

¿Y tantos númerillos para terminar diciendo ésto?
¿Osea, que después de todo el pifostio la respuesta era sólo 25, no 5², SQR(625) ó 2,924³?
Aisssss, qué poco sofisticado pol-dió, así los mortales-no-ingenieros
van a terminar por entender lo que decimos

(Qué figurilla estás hecho J )

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Saluti
Fer - (2)
"Los muertos, por mal que lo hayan hecho, siempre salen a hombros" E. Jardiel Poncela
"Cuanto menos se conoce al Mundo más fácilmente se le explica" L. Brunschvicq

- 17 Sep 2009, 12:13 #184110

Ahora viene lo demás:

Datos geométricos del engranaje (en mm):

Dext piñón: 192
Dext rueda: 343.083
Dp piñón: 168
Dp rueda:300
Dp' piñón: 174.03
Dp' Rueda: 310.897
Db piñón: 157.868
Db rueda: 281.908
Df piñón: 138
Df rueda: 289.083


Nótese que en el piñón se talla por debajo de la circunferencia base.

No pasa nada. Dmin de engrane de piñón: 158.123 (el perfil útil no llega hasta el pie).

Espesor en cabeza del piñón: 5.734mm
Espesor en cabeza de la rueda: 2.683

(todas las medidas son tomadas con perfil DIN 867. En el espesor de cabeza se descuenta el radio de acuerdo).
Parámetros de funcionamiento:

Ángulo de presión de funcionamiento:24.9393º
Longitud de acercamiento: 32.2215mm
Longitud de alejamiento: 17.9329mm
Paso aparente de base: 35.4256mm
Coeficiente de engrane:1.4158
Deslizamiento de acercamiento:3.1778mm
Deslizamiento de alejamiento:3.1778mm
Juego radial en cabeza:1.9584mm

Bueno, y alguna cosilla más que se podría poner.

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"Esto es teóricamente posible pero prácticamente improbable" Mecagüenlá dixit
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- 17 Sep 2009, 14:15 #184147

Uy, se me olvidaba

Con las condiciones de esfuerzo que piden, con un acabado ISO 8, y para la friolera de 30000000 de ciclos (sí, son 7 ceros) con un espesor de rueda de 32 mm ya resistiría tanto a fatiga (tensión en la base del diente del piñón = 451N/mm2 y de la rueda 318N/mm2 frente a 460 N/mm2) como a presión superficial (Tensión de Hertz = 1422 N/mm2 frente a 1630 N/mm2), aunque, para quedarnos tranquilos podríamos subir a 40 (con lo que resistiríamos hasta una potencia de 218kW) o a lo recomendado por los libros (¿en torno a los 60mm quizás?. Con 60mm resistiríamos unos 310kW).

Si se requieren los parámetros obtenidos a lo largo del cálculo para los diferentes espesores los pongo, aunque puede resultar muy aburrido.

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"Arte sin ingeniería es soñar, ingeniería sin arte es calcular"
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"Esto es teóricamente posible pero prácticamente improbable" Mecagüenlá dixit
"En teoría no hay diferencia entre teoría y práctica. En la práctica, sí"

- 17 Sep 2009, 16:48 #184192

Me he quedado sin habla. ¿Se supone que yo sabía de esto en la carrera?

Menos mal que ahora, aunque ya no me acuerde, gano bastante más dinero.

Eres un figura, JCas

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Errar es humano. Pero echarle la culpa a otro es más humano todavía.
Les Luthiers

- 17 Sep 2009, 17:07 #184205

Gracias, JCas. Voy a analizar todo y ya comentaré, en base a lo estudiado. Esto puede venir bien para que comparemos lo estudiado a la realidad.

Siento tu tiempo en ello.

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Al principio te dijeron: F = m · a; luego llegaste a F = dp /dt. ¿Y qué es ésa F? Algo que se modifica con el tiempo.
"Fui pobre, mi nombre no importa, pero llegué a ser el príncipe de las matemáticas". Gauss.