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Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de la
Región Carbonífera
Ingeniería Mecatrónica
Tema: Tarea 03-3U. Normas y códigos de diseño.
Materia: DISEÑO DE ELEMENTOS MECÁNICOS
Profesor: JOSÉ MIGUEL BERNAL GONZÁLEZ
Omar Enrique Guajardo lira
181M
Grupo 6.1M
5 de mayo del 2021 Agujita, Coahuila.
Normas y códigos para engranes
Una norma es un conjunto de especificaciones para partes, materiales o procesos establecidos a fin de lograr uniformidad, eficiencia y cantidad especificadas. Uno de los propósitos importantes de una norma es poner un límite al número de artículos en las especificaciones para proporcionar un inventario razonable de herramientas, tamaños, formas y variedades. Un código es un conjunto de especificaciones para analizar, diseñar, manufacturar y construir algo. El propósito de un código consiste en lograr un grado específico de seguridad, eficiencia y desempeño o calidad. Es importante observar que los códigos de seguridad no implican seguridad absoluta. De hecho, la seguridad absoluta es imposible de obtener. Algunas veces realmente acontece un suceso inesperado. Diseñar un edificio para que resista un viento de 120 mi/h no significa que el diseñador piense que un viento de 140 mi/h es imposible; sólo significa que piensa que es muy improbable.
Deutsches Institut für Normung (Instituto
Alemán de Normalización)
El Deutsches Institut für Normung e.V. (su marca empresarial es DIN), con sede en Berlín, es el organismo nacional de normalización de Alemania. Elabora, en cooperación con el comercio, la industria, la ciencia, los consumidores e instituciones públicas, estándares técnicos (normas) para la racionalización y el aseguramiento de la calidad. El DIN representa los intereses alemanes en las organizaciones internacionales de normalización (ISO,1 CEI2, entre otros.). El comité electrotécnico es la DKE en DIN y VDE (Frankfurt). DIN (Alemanas) Elabora, en cooperación con el comercio, la industria, la ciencia, los consumidores e instituciones públicas, estándares técnicos (normas) para la racionalización y el aseguramiento de la calidad. DIN 3990-1: Cálculo de la capacidad de carga de engranajes cilíndricos de dientes rectos y helicoidales.
Organización Internacional de Normalización
La Organización Internacional de Normalización (ISO) es una organización independiente y no-gubernamental formada por las organizaciones de normalización de sus 164 países miembros. Es el mayor desarrollador mundial de estándares internacionales voluntarios y facilita el comercio mundial al proporcionar estándares comunes entre países. Se han establecido cerca de veinte mil estándares cubriendo desde productos manufacturados y tecnología a seguridad alimenticia, agricultura y sanidad. ISO ISO TC60 corre a cargo de la Asociación Americana de Fabricantes de Engranajes Normalización en el campo de engranajes, incluyendo terminología, dimensiones nominales, tolerancias, y herramientas para la fabricación y control.
Códigos para el diseño de engranajes
Se establecerán, en lo que sigue, definiciones y símbolos necesarios para la comprensión y estandarización de esta investigación, las definiciones aquí descritas son útiles tanto como para engranajes externos e internos, rectos y helicoidales. Actualmente AGMA está cambiando los símbolos para que sean consistentes con los utilizados en las normas ISO. En los casos en que sea necesario definir la simbología para ambas normas, se indicará primero la simbología AGMA y posteriormente la ISO. Definiciones generales
- Engranaje: Elemento de máquinas dentado que transmite movimiento a través del acoplamiento sucesivo de dientes. Usualmente se usan de forma indistinta las palabras engrane y engranaje. Ver Figura 4-1.
- Número de dientes o roscas, N, z: Número de dientes o roscas contenidas en el círculo primitivo.
- Relación de engranaje, mG, u: Es la relación entre el mayor y el menor número de dientes (corona y piñón) de un par de ruedas dentadas.
Tipos de engranajes
- Piñón: Elemento de máquina con forma de rueda dentada. De dos ruedas dentadas que funcionan en conjunto, se le llama piñón a la que posee menor número de dientes. Ver Figura 4-1(a).
- Corona: Elemento de máquina con forma de rueda dentada. De dos ruedas dentadas que funcionan en conjunto, se le llama Engranaje o Corona a la que posee mayor número de dientes. Ver Figura 4-1(a).
- Cremallera: Elemento de máquinas con dientes distribuidos a lo largo de una línea recta, adecuada para el movimiento rectilíneo. Puede considerarse como un tramo de una rueda dentada de diámetro infinito. Ver Figura 4-1(a)
- Sinfín: Rueda dentada con uno o más dientes en forma de roscas. Ver Figura 4- 1(b)
- Plano Normal: Es la superficie del diente en un punto primitivo y perpendicular al plano primitivo. En una cremallera helicoidal, el plano normal es normal a todos los dientes que interseca, en un engranaje helicoidal es normal sólo a un diente en un punto situado en plano de la superficie. En tal punto, el plano normal contiene la línea normal a la superficie del diente y es perpendicular a la superficie primitiva. Ver Figura 4-2 y Figura 4-4.
Superficies y dimensiones primitivas
- Superficies primitivas: Son los planos, cilindros o conos imaginarios que ruedan juntos sin deslizamiento. Para una relación constante de velocidad, los cilindros primitivos y los conos primitivos son circulares. Ver Figura 4-5(a).
- Cilindro primitivo: Cilindro imaginario de un engranaje que rueda sin deslizamiento en un cilindro primitivo o cono primitivo de otro engranaje. Figura 4-5(a).
- Línea primitiva: Corresponde en la sección transversal de una cremallera, a la circunferencia primitiva en el corte transversal de un engranaje. Ver Figura 4-5(b).
- Punto primitivo: Es el punto de tangencia entre dos círculos primitivos (o entre un círculo primitivo y una línea primitiva) y se encuentra sobre la línea de centros. El punto primitivo del perfil de un diente se encuentra en la intersección de dicho perfil con el círculo primitivo. Ver Figura 4-5(b).
- Línea de centros: Conecta los centros de los círculos primitivos, también es la perpendicular común a los ejes en engranajes helicoidales con ejes que se cruzan y engranajes sinfín. Cuando uno de los engranajes es una cremallera, la línea entre centros es perpendicular a su línea primitiva. Ver Figura 4-5(b).
- Diámetro primitivo, D, d: Es el diámetro del Círculo Primitivo. En engranajes rectos y helicoidales, a menos que se especifique lo contrario, está relacionado con el número de dientes y el paso transversal. Ver Figura 4- Términos relacionados con los dientes de engranajes
- Addendum o cabeza del diente, a, ha: Es la altura que el diente proyecta sobre el círculo primitivo o línea primitiva, es decir la distancia radial entre el círculo primitivo y el círculo Exterior. Ver Figura 4-7.
- Dedendum o pie del diente, b, hf: Es la profundidad del diente bajo el círculo primitivo o línea primitiva, es decir la distancia radial entre el círculo de primitivo y el círculo de pie. Ver Figura 4-7.
- Perfil: Lado de un diente en una sección transversal entre el círculo exterior y el círculo de pie. Es la curva de la intersección de la superficie de un diente y un plano o superficie normal a la superficie primitiva, como el plano transversal, normal o axial. Ver Figura 4-8. 21
- Dientes de evolvente: Dientes de evolvente de engranajes rectos, helicoidales y sinfín, son aquellos que en un plano transversal, el perfil del diente es una evolvente de círculo. Ver Figura 4-8.
- Dientes coronados: Son aquellos que tienen superficies modificadas en dirección longitudinal, con el fin de, producir o evitar el contacto en sus extremos. La coronación puede ser aplicada en cualquier tipo de diente. Ver Figura 4-8.
- Alivio de la Punta: Es una modificación arbitraria del perfil de un diente por la cual éste se desbasta ligeramente cerca de la punta. Ver Figura 4-8.
- Radio de curvatura de Perfil, ρ: Es el radio de curvatura del perfil de un diente, por lo común en el punto primitivo o en punto de contacto. Ver Figura 4-8.
Ángulos característicos
- Ángulo de Presión, ɸ, α: Es el ángulo entre la línea de presión o acción, que es normal a la superficie del diente, y el plano tangente a las superficies primitivas en un punto primitivo (puede ser entendido como el ángulo entre la línea de acción y la superficie primitiva). El ángulo de presión da la dirección de la normal al perfil de los dientes y es igual al ángulo de perfil en el círculo primitivo. Ver Figura 4- Según el ángulo que se tome como referencia se tendrá: o Ángulo de Presión Transversal ɸt , α Ángulo de Presión Normal ɸn, αn Ángulo de Presión Axial ɸx , αx
Ángulo de Perfil: Es el ángulo entre una línea tangente a una superficie del diente y la línea normal a la superficie primitiva (que es una línea radial de un círculo primitivo), en un punto primitivo. Esta definición es aplicable a todo tipo de engranaje en que se pueda definir la superficie primitiva. El ángulo de perfil da la dirección de la tangente a un perfil del diente. Ver Figura 4-10 y Figura 4-11.
- Ángulo de Hélice, ψ, β: Ángulo de hélice es el ángulo entre cualquier hélice y una línea axial al cilindro. En engranajes helicoidales y sinfín se considera sobre el círculo primitivo, a menos que se especifique lo contrario. Ver Figura 4-12.
- Paso circular Normal, pn, pe: Es el paso circular en el plano Normal, y también la longitud del arco a lo largo de la hélice de paso normal entre dientes o roscas helicoidales. Ver Figura 4-13 (b)
- Paso Axial, px: Es el paso lineal en el Plano Axial y la Superficie de Primitiva. En engranajes helicoidales y sinfín, el paso axial tiene el mismo valor en todos los diámetros. Ver Figura 4-13 (b)
- Paso Diametral Normal, Pnd: Es el valor del Paso diametral en un plano normal de unengranaje helicoidal o sinfín.
- Avance, L, pz: Es la distancia axial recorrida por un punto fijo de una hélice para un giro completo del diente helicoidal o rosca de sinfín. Ver Figura 4-14. Módulos
- Módulo transversal, mt: Es la relación entre el Diámetro primitivo en milímetros y el número de dientes.
- Módulo Normal, mn: Es el valor del módulo en un plano normal de un engranaje helicoidal o sinfín.
