Foros de SóloIngeniería

- 01 Jul 2012, 12:21 #305214

Hola, tengo una duda, hay algun metodo para calcular un engranaje segun las rpm de funcionamiento?
Es que estoy diseñando una etapa multiplicadora con un engranaje de dientes rectos segun AGMA, os pongo los datos:
seria pasar de 20000 rpm a 90000 rpm
-Potencia a transmitir: 2200W
-Factor seguridad: 1.5, 10^8 ciclos
-Angulo de presion: 20º
-distancia entre arboles: 70mm
-Calidad ISO de fabricacion: 6
-Resistencia a fatiga por flexion (Sfb): 450MPa
-Resist. a fatiga superficial (Sfs): 1500Mpa
Pues haciendo los calculos, me sale un ancho de diente a fatiga superficial de 1.5mm, claro yo me quedo tal que asi , en que estoy fallando? o realmente esta bien?

Muchas gracias

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- 01 Jul 2012, 12:39 #305216

Es fácil que tu cálculo sea correcto a efectos de flexión y tensión superficial porque es muy poco par, peero, supongo que cuando hay tantas revoluciones, se produce mucha elevación de temperatura por causa del deslizamiento entre dientes, como reducirla? supongo que aumentando el ancho, para reducir la tensión de contacto, disminuyendo el deslizamiento específico, reduciendo la altura del diente, y aumentando la lubrica-refrigeración, interesante tema. JCas !!!!!!ACUDE!!!!!!!!

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 02 Jul 2012, 09:00 #305245

Hola, tengo una duda, hay algun metodo para calcular un engranaje segun las rpm de funcionamiento?
Es que estoy diseñando una etapa multiplicadora con un engranaje de dientes rectos segun AGMA, os pongo los datos:
seria pasar de 20000 rpm a 90000 rpm
-Potencia a transmitir: 2200W
-Factor seguridad: 1.5, 10^8 ciclos
-Angulo de presion: 20º
-distancia entre arboles: 70mm
-Calidad ISO de fabricacion: 6
-Resistencia a fatiga por flexion (Sfb): 450MPa
-Resist. a fatiga superficial (Sfs): 1500Mpa
Pues haciendo los calculos, me sale un ancho de diente a fatiga superficial de 1.5mm, claro yo me quedo tal que asi , en que estoy fallando? o realmente esta bien?

Muchas gracias

Buffff, 90.000r.p.m. Si ya las 20.000 me parecen una barbaridad, las 90.0000 ni te cuento. Hay que afinar mucho para esas velocidades.

Sí, es muy probable que te salga tan poco ancho de cálculo por lo que te apunta Tor_nero, es un par muy, muy bajo. 2200W a esas rpm te da un par de entrada de 2 N·m y uno de salida de 0,45 N·m, valores muy bajos considerando la distancia entre centros que tienes. Mucho espesor de cálculo me parece a mi, aunque supongo que la velocidad afectará bastante. Ten cuidado con qué valor has tomado como par y qué consideraciones has tenido en el cálculo de los desplazamientos, no funciona igual un multiplicador que un reductor. Mientras en un reductor es aconsejable tener desplazamientos positivos, no ocurre lo mismo en una multiplicadora.

Otra cosa importante es que te saltas las recomendaciones que hay sobre el espesor de la ruedas (relación entre diámetro de la rueda y su espesor). Te saldrán demasiado esbeltas. Por otro lado, si cumples con las recomendaciones de espesor, te saltarás las de carga (también hay una carga superficial por debajo de la cual los engranajes no funcionan del todo bien (se hacen demasiado sensibles a las vibraciones por el error de engrane). Yo te recomendaría aumentar el espesor y reducir la distancia entre centros. Además, tendrás como ventaja que se reduce la velocidad tangencial, que a esas velocidades será tu más duro enemigo, pues será lo que te complique la lubricación. Con reservas, plantearía un helicoidal y no un engranaje recto, pues suavizarás en engrane. También, un DIN 6 para esa velocidad lo veo alto.

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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"

- 02 Jul 2012, 10:06 #305249

Te has adelantado JCas, yo iba a decir exactamente lo mismo.

Salud colegas

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"las cosas que no ha hecho Dios, llevan la mano de algún ingeniero por algún lado". JCas dixit.

- 02 Jul 2012, 11:33 #305258

Supongamos que el e/c le viene impuesto, como podría ser el de los turboreactores donde la piñoneria adquiere velocidades periféricas enormes, aquí surgen problemas añadidos me da que pensar que esas altas velocidades generan un torbellino de aceite centrifugado que no lubricaría y refrigeraría el engrane.
También en todo engrane como sabemos se produce un deslizamiento de contacto entre los dientes a más velocidad mas deslizamiento, a mas deslizamiento más temperatura, a mas temperatura, sube aún mas la temperatura por aumento de la fricción, también se añade que baja la resistencia a la fatiga en elevadas temperaturas de funcionamiento.
Debe haber alguna formula empírica que relacione la velocidad de deslizamiento relativa entre caras de diente, la tensión de contacto, el numero de contactos por segundo, la capacidad de evacuación de calor de ese engrane, y el sistema de lubrico-refrigeración, (este último supongo que serán para altas velocidades sistemas a presión, o presión aire-aceite).

A partir de obtener un resultado supongo que quedará establecer valores límite.

Última edición por tor_nero el 02 Jul 2012, 12:01, editado 1 vez en total

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 02 Jul 2012, 11:56 #305261

Madre mia que nivel
La verdad es que si teneis apuntes o algo que traten de multiplicadoras me vendira de perlas porque yo lo unico que tengo es el norton y no he encontrado nada relativo a mi problema.
La verdad es que en engranajes no he dado nada relacionado con recomendaciones de espesor, cargas superficiales, ni calculo de helicoidales, solo criterio de calculo para engranajes de dientes rectos segun AGMA, nos cambiaron de profesor y muchisimas cosas no las hemos podido dar por falta de tiempo, ni cadenas, correas, poleas, apriete de tornillos... un desastre este año.
Entonces lo mejor seria caclular un helicoidal no? para aumentar el contacto de los dientes, que se haga menos sensible a vibraciones, y reducir la velocidad tangencial.

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- 02 Jul 2012, 12:36 #305262

Supongamos que el e/c le viene impuesto, como podría ser el de los turboreactores donde la piñoneria adquiere velocidades periféricas enormes, aquí surgen problemas añadidos me da que pensar que esas altas velocidades generan un torbellino de aceite centrifugado que no lubricaría y refrigeraría el engrane.
También en todo engrane como sabemos se produce un deslizamiento de contacto entre los dientes a más velocidad mas deslizamiento, a mas deslizamiento más temperatura, a mas temperatura, sube aún mas la temperatura por aumento de la fricción, también se añade que baja la resistencia a la fatiga en elevadas temperaturas de funcionamiento.
Debe haber alguna formula empírica que relacione la velocidad de deslizamiento relativa entre caras de diente, la tensión de contacto, la capacidad de evacuación de calor de ese engrane, y el sistema de lubrico-refrigeración, (este último supongo que serán para altas velocidades sistemas a presión, o presión aire-aceite).

A partir de obtener un resultado supongo que quedará establecer valores límite.

Se puede calcular la temperatura de los flancos. Es parte del cálculo del engranajes frente al gripado. Depende de la temperatura de entrada del aceite, del valor medio del flash de temperatura y de un factor que depende del tipo de lubricación. A su vez, el flash de temperatura depende de:

1) La distancia entre centros (es inversamente proporcional a la raíz cuarta de la distancia)
2) De la velocidad tangencial (directamente proporcional a la raíz de la velocidad tangencial)
Nota: Como se ve de estos dos valores, en realidad interesa que la distancia entre ejes sea pequeña, pues la velocidad tangencial depende directamente de la distancia entre centros.
3) De la carga unitaria (aplicándole KA, Kv, KHbeta...)
4) Del material de los flancos
5) del coeficiente de fricción.
6) De la rugosidad media de los flancos
7) De la curvatura de los flancos
8) Del rebaje de punta
9) De los coeficientes de engrane

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"En teoría no hay diferencia entre teoría y práctica. En la práctica, sí"

- 02 Jul 2012, 12:39 #305263

Madre mia que nivel
La verdad es que si teneis apuntes o algo que traten de multiplicadoras me vendira de perlas porque yo lo unico que tengo es el norton y no he encontrado nada relativo a mi problema.
La verdad es que en engranajes no he dado nada relacionado con recomendaciones de espesor, cargas superficiales, ni calculo de helicoidales, solo criterio de calculo para engranajes de dientes rectos segun AGMA, nos cambiaron de profesor y muchisimas cosas no las hemos podido dar por falta de tiempo, ni cadenas, correas, poleas, apriete de tornillos... un desastre este año.
Entonces lo mejor seria caclular un helicoidal no? para aumentar el contacto de los dientes, que se haga menos sensible a vibraciones, y reducir la velocidad tangencial.

Si es para clase, no te líes con un helicoidal, pues el cálculo es mucho más complejo. Si buscas un poco en las normas, encontrarás las recomendaciones sobre el espesor del dentado (relación b/d1), que sí que te vendrá bien. Eso te obligará a un equipo de menor distancia entre centros.

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- 02 Jul 2012, 14:34 #305270

Muy bueno jota como siempre.

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 02 Jul 2012, 17:28 #305287

No, no es para clase, es para el PFC

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- 02 Jul 2012, 18:16 #305294

Buffff, 90.000r.p.m. Si ya las 20.000 me parecen una barbaridad, las 90.0000 ni te cuento. Hay que afinar mucho para esas velocidades.

Cuando vuecencia guste le puedo mostrar una aplicación REAL a 160.000 rpm con rodamientos de bolas de 8 mm a alta temperatura (creo recordar que más de 300º C en uno de los dos rodamientos del eje) y con un engranaje en la punta recogiendo par hacia una reductora.

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"La vida inteligente en la Tierra es un evento que todavía está por llegar" (Stephen Hawking)

- 02 Jul 2012, 20:40 #305318

Buffff, 90.000r.p.m. Si ya las 20.000 me parecen una barbaridad, las 90.0000 ni te cuento. Hay que afinar mucho para esas velocidades.

Cuando vuecencia guste le puedo mostrar una aplicación REAL a 160.000 rpm con rodamientos de bolas de 8 mm a alta temperatura (creo recordar que más de 300º C en uno de los dos rodamientos del eje) y con un engranaje en la punta recogiendo par hacia una reductora.

M encantaría verlo, desde luego. Recojo el guante y cuando vaya por su zona, le llamaré para verlo.

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"Arte sin ingeniería es soñar, ingeniería sin arte es calcular"
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- 02 Jul 2012, 21:22 #305324

Esos valores que decís no los he visto en la vida. Será de cachondeo, imagino...

Por lo menos y ya de faroles, tenei para decir la aplicación, a ver si lo pillamos los novatos.

Salud colegas

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"las cosas que no ha hecho Dios, llevan la mano de algún ingeniero por algún lado". JCas dixit.

- 02 Jul 2012, 21:53 #305327

Esos valores que decís no los he visto en la vida. Será de cachondeo, imagino...

Por lo menos y ya de faroles, tenei para decir la aplicación, a ver si lo pillamos los novatos.

Salud colegas

Eso deben ser turbinas de modelismo, si es cierto que son muchas revoluciones, pero los diámetros son mínimos. Supongo que irán en rodamientos cerámicos, ¿hay también piñones cerámicos? ni idea.

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 03 Jul 2012, 08:37 #305343

Esos valores que decís no los he visto en la vida. Será de cachondeo, imagino...

Por lo menos y ya de faroles, tenei para decir la aplicación, a ver si lo pillamos los novatos.

Salud colegas

Eso deben ser turbinas de modelismo, si es cierto que son muchas revoluciones, pero los diámetros son mínimos. Supongo que irán en rodamientos cerámicos, ¿hay también piñones cerámicos? ni idea.

Que yo sepa no los hay, pero todo puede ser. Sinterizados hay, así que no veo demasiados impedimentos para ello.

Los motores pequeños de continua alcanzan velocidades brutales. Hasta las 20.000 vueltas no es tan raro de encontrar. Cuanto más pequeños, más deprisa giran. Hasta la 20.000 rpm conozco, muy por encima, si los he visto no me acuerdo, aunque no me sorprendería nada en un Maxon o Faulhaber ver cosas de ese tipo.

Aplicaciones, hasta las 10.000, por ejemplo, en casi cualquier aparato casero, desde un secador hasta un taladro (luego llevan reductora).

Además, el centro de mecanizado que tenemos en el taller anda por las 15.000 rpm de velocidad máxima y tiene ya sus añitos. ¿Por dónde andan ahora?

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