ejercicio de estructuras metalicas

ING. MECNICA Aux. Choque Castro Dario Eyner Segundo Parcial

PROYECTO 1

Calculo del Primer Par cnico (Pion - Rueda)

Datos:

Momento Torsor en el pion Mt1 960 N m=

Velocidad del pion n1 1420 rpm=

Nmero de dientes del pion z1 20=

Dureza Brinell DB1 300=kp

mm2

Vida Util H 40000 hr=

Clculos

Mt1 9789.28 kp cm=Momento Torsor

Calculo de las relaciones de transmicin

Datos Externos al par

Dimetro del tambor dt 500 mm=

Velocidad de la cinta vcinta 1.55m

s=

Relacin de transmicin del segundo par i2 3=

Velocidad del tambor n6

n6

60 vcinta

dt = n6

vcinta

dt

2

= n6 59.21 rpm=

Relacion de transmicin Total iT i1 i2 i3=

iT

n1

n623.98==

Calculamos las relaciones de tranmicin 1 y 3 AiT

i2= i1 i3=

AiT

i27.99== Redondeando se tiene A=8 A 8=

Se busca dos numeros que multiplicados den 8, por tanto se tiene

i1 4= i3A

i1= i3 2=

La relacin de transmisin Total es: iT i1 i2 i3= iT 24=

SOLDADURA


Dimencionamiento del primer par

Del grafico se tiene que los dos pares se encuentran a 90 90 deg=

1 atansin ( )

i1 cos ( )+

= 1 14.04 deg=

2 atani1 sin ( )

1 i1 cos ( )+

= 2 75.96 deg=

Clculo del numero de golpes W1

60n1 H

1000000= W1 3408 MG=

Clculo de la presin de rodadura

k132

W1

1

3

DB1

100

2

=k1 19.14

kp

cm2

=

Relacin ancho dimtro cuando el mdulo de elasticidad de las rueda y el pin soniguales

C1 b1 dm12

=2 Mt1 i1 cos 1( ) cos 2( )+( )

k1 i1 sin ( ) cos ( )=

Asumiendo 20 deg= i1 4= Mt1 9789.28 kp cm=

C1

2 Mt1 i1 cos 1( ) cos 2( )+( )k1 i1 sin ( ) cos ( )

= C1 3281.07 cm3

=

Clculo del mdulo

b1 A ms1= dm1 d0 b1 sin 1( )-= d0 z1 ms1=

C b d2

= A m z m A m sin ( )+( )2=

SOLDADURA


C1 b1 dm12

= A ms1 z1 ms1 A ms1 sin 1( )+( )2

=

A 8 12..=

msA

3C1

A z1 A sin 1( )+( )2

= msA

9.48

9.05

8.67

8.34

8.05

mm

=A

8

9

10

11

12

=

Segn Scharkus pagina 83 serie 1 se tiene los nmeros normalizados serie 1

ms 8 10 12..( )=

Se usara el modulo de ms1 10 mm= si A1 11=

Amcho del engranaje cnico b1 A1 ms1= b1 110 mm=

Dimetro exterior d01 z1 ms1= d01 200 mm=

Diametro medio dm1 d01 b1 sin 1( )-( )= dm1 173.32 mm=

C2 b1 dm12

= C2 3304.42 cm3

=

Radio Cnico Ra1d01

2 sin 1( )= 1 14.04 deg=Ra1 412.31 mm=

Comprobacin b1 110 mm= b1Ra

3 C

Ra1

3137.44 mm==

C1 3281.07 cm3

= SD 10%

SD1

C2 C1-

C10.71 %==

Dimetro interno di1 d01 2 b1 sin 1( )- 146.64 mm==

Modulo medio mm1 ms1b1 sin 1( )

z1- 8.67 mm==

Fuerzas Actuantes en el cnico

Fuerza Tangencial U12 Mt1

dm11129.61 kp==

Fuerza Radial R1 U1 tan ( ) cos 1( ) 398.87 kp==

Fuerza Axial A1 U1 tan ( ) sin 1( ) 99.72 kp==

Fuerza de engrane F12 Mt1

dm1 cos ( )1202.11 kp==

F1 U12

R12

+ A12

+ 1202.11 kp==

SOLDADURA


Calculo de la prdida de potencia

ac7.85

1000000

kp

mm3

=

Clculo del peso de la rueda G112

d012

di12

+ d01 di1+

b1 ac 20.53 kp==

Clculo del momento de Inercia IG1G1

2 g

d01

2

2

0.01 kp m s2

==

Clculo del momento de Giro MG1 IG1 1= n1 1420 rpm=

1 1 s= 1 n1 148.71

s== 1

11

148.71

s2

==

MG1 IG1 1 155.68 kp cm== MG1 15.27 N m=

Clculo de la prdida de potencia Np1 MG1 1 2.27 kW==

Potencia del primer engranaje cnico CV 736W=

N1 Mt1 n1= N1 193.96 CV=

Prdida de potencia en los cojinetes

Nc1 1.1 2.1..( )% N1= Nc12.1

100N1 4.07 CV==

Potencia del segundo engranaje cnico

N2 N1 Np1- Nc1-= N2 186.8 CV=

Clculo del rendimiento del par N2

N196.31 %==

Dimenciones de los engranages cnicos

Engranaje 2

Modulo ms2 ms1 10 mm== si A1 11=

Amcho del engranaje cnico b2 A1 ms2= b2 110 mm=

Numero de dientes i2z2

z1= z2 i2 z1 60==

Dimetro exterior d02 z2 ms2= d02 600 mm=

Diametro medio dm2 d02 b2 sin 2( )-( )= dm2 493.28 mm=

Radio Cnico Ra2d02

2 sin 2( )= Ra2 309.23 mm=

SOLDADURA


Comprobacin b2 110 mm= b2

Ra

3 C

Ra2

3103.08 mm==

Dimetro interno di2 d02 2 b2 sin 2( )- 386.57 mm==

Modulo medio mm2 ms2

b2 sin 2( )z2

- 8.22 mm==

Maerial del segundo engranaje

Velocidad i1

n1

n2= n2

n1

i1= n2 355 rpm=

Momento torsor Mt2

N2

n237712.08 kp cm==

Presin de rodadura

k2

2 Mt2 i1 cos 1( ) cos 2( )+( )

b2 dm22

i1 sin ( ) cos ( )9.04

kp

cm2

== k2 9.09=kp

cm2

Nmero de golpes W2

60 n2 H

1000000852 MG== W2 852=

Dureza Brinell

DB2

k2 W2

1

3

32100 164.1==

kp

mm2

De la tabla 28 propiedades mecnicas de los materiales se tiene:Fundicin Gris GG-18

Calculo del Segundo Par (Pion-Rueda Helicoidal)

Datos:

Relacion de Transmicin i2 3=

Velocidad del pion n3 n2 355 rpm==

Dureza Brinell DB3 300=kp

mm2

Vida Util H 40000 hr=

Potencia N3 N2 186.8 CV==

Clculos

Momento torsor Mt3

N3

n337712.08 kp cm==

Numero de golpes

W3

60n3 H

1000000= W3 852 MG=

SOLDADURA


Clculo de la presin de rodadura W3 852=

k332

W3

1

3

DB3

100

2

kp

cm2

= k3 30.38kp

cm2

=

Relacin ancho dimtro cuando el mdulo de elasticidad de las rueda y el pin soniguales

C3 b3 dm32

=0.8 2 Mt2 1 i2+( )

k3 i2 sin ( ) cos ( )=

Asumiendo 20 deg= i2 3= Mt3 37712.08 kp cm=

C3

0.8 2 Mt3 1 i2+( )k3 i3 sin ( ) cos ( )

= C3 12359.86 cm3

=

Clculo del mdulo

b1 A ms1= dm1 d0 b1 sin 1( )-= d0 z1 ms1=

C3 b3 dm32

= A ms3 z3 ms3 A ms3 sin 1( )+( )2

=

A 30 35..= z3 19= 3 8 deg=

msA

3C3 cos 3( )( )

6

A z32

= msA

10.25

10.14

10.03

9.93

9.83

9.73

mm

=A

30

31

32

33

34

35

=

Segn Scharkus pagina 83 serie 1 se tiene los nmeros normalizados

ms 8 10 12..( )=

Se usara el modulo de mn3 10 mm= si A 33=

Amcho del engranaje cnico bn3 A mn3 330 mm==

Dimtero normal dn3z3 mn3

cos 3( )( )3

0.2m==

Sobredimencionamiento

SD2

dn32

bn3

C3-

C3100 % 2.21 %==

SOLDADURA


Modulo Frontal m3

mn3

cos 3( )10.1 mm==

Ancho frontal b bn3 cos 3( ) 326.79 mm==

Dimenciones de los engranajes

Dimetro exterior d03

z3 mn3

cos 3( )( )1

191.87 mm==

Dimetro de cabeza dk3 d03 2 mn3+ 211.87 mm==

Dimetro de Pie df3 d03 2.4 mn3+ 215.87 mm==

Altura del diente h3 2.2 mn3 22 mm==

Altura de cabeza hk3 mn3 10 mm==

Altura de pie hf3 1.2 mn3 12 mm==

Dimenciones de la rueda

z4 z3 i2 57==Nnmero de dientes

Se usara el modulo de mn3 10 mm= si A 33=

Dimetro exterior d04

z4 mn3

cos 3( )( )1

575.6 mm==

Dimetro de cabeza dk4 d04 2 mn3+ 595.6 mm==

Dimetro de Pie df4 d04 2.4 mn3+ 599.6 mm==

Altura del diente h4 2.2 mn3 22 mm==

Altura de cabeza hk4 mn3 10 mm==

Altura de pie hf4 1.2 mn3 12 mm==

Distancia entre centros a04

d04 d03-

2191.87 mm==

Fuerzas actuantes

Fuerza Tangencial U3

2 Mt3

d033931.06 kp==

Fuerza Redial R3

U3

cos 3( )tan ( ) 1444.85 kp==

Fuerza Axial A3 U3 tan 3( ) 552.47 kp==

Fuerza de engrane F3

U3

cos ( ) cos 3( )4224.46 kp==

SOLDADURA


Calculo de la prdida de potencia

ac7.85

1000000

kp

mm3

=

Clculo del peso de la rueda G34

dn32

bn3 ac 77.89 kp==

Clculo del momento de Inercia IG3G3

2 g

dn3

2

2

0.04 kp m s2

==

Clculo del momento de Giro MG3 IG3 3= n3 355 rpm=

3 1 s= 3 n3 37.181

s== 3

33

37.181

s2

==

MG3 IG3 3 141.29 kp cm==

Clculo de la prdida de potencia Np3 MG3 3 0.52 kW==

Prdida de potencia en los cojinetes

Nc3 1.1 2.1..( )% N1= Nc32.1

100N3 3.92 CV==

Potencia del segundo engranaje cnico

N4 N3 Np3- Nc3-= N4 182.18 CV=

Clculo del rendimiento del par N4

N397.53 %==

Velocidad de salida i2n3

n4= n4

n3

i2118.33 rpm==

Clculo de la correa

Datos

Relacin de transmisin i3 2=

Potencia de entrada N5 N4 182.18 CV==

Velocidad n5 n4 118.33 rpm==

Calculo de la potencia proyectada Np fs N5=

Factor de servicio fs Para cintas Transportadoras para un motor de corriente continua

con horas de servicio de 16- 24 horas se tiene

fs 1.4=

Potencia proyectada ser Np fs N5= Np 255.05 CV=

Seleccin transversal de la correa en V

Con ayuda de la tabla 3 se selecciona la correa con Potencia proyectada y rpm se

SOLDADURA


recomienda un correa E

Dimetro de las Poleas

De la tabla 24 escojemos el diametro primitivo de la polea chica

d5 630 mm=

diametro grande i3

d6

d5= d6 i3 d5 1260 mm==

Velocidad de la correa vcorrea

d5 n5

60=

vcorrea

d5 n5

23.9

m

s==

Distancia entre centros

Distancia entre centros Aproximado c01

2d6 3 d5+( ) 1.58 m==

Longitud de correa aproximado L0 1.57 d6 d5+( ) 2 c0+ 6117.3 mm==

Longitud primitiva de tabla 7 Lp 6120mm= E 240-

Distancia entre centros Real CA h d6 d5-( )-

2=

A Lp 1.57 d6 d5+( )- 3.15 m==

de la Tabla 8 se determina h hd6 d5-

A0.2== h 0.1=

Distancia entre centros CA h d6 d5-( )-

21.54 m==

Nmero de correas

Factor G Tabla 10 C1

d6 d5-

C0.41== G 0.94=

Factor de correccin por longitud de correa de tabla 11 I 0.96=

Factor de potencia fN G I 0.9==

Dimtro equivalente Deq fi d5=

Factor de transmicin de tabla 16A fi 1.13=vcorrea 3.9

m

s=

Deq fi d5 711.9 mm==

Potencia de cada Correa segun la tabla 16 Nc 14.5 CV=

Nc fN Nc 13.08 CV==

Nmero de correas ser

SOLDADURA


NNp

Nc19.49==

Se requiere 20 correas E240

SOLDADURA


kp 1 kgf=

SOLDADURA


MG 260=

W1 3408=

k1 k1kp

cm2

=

SOLDADURA

ejercicio de estructuras metalicas

Documents